光導(dǎo)纖維法測(cè)定中六價(jià)鉻

胡羽鵬　周華

摘 要：研究了光導(dǎo)纖維在紫外分光光度計(jì)中測(cè)定紡織品中的六價(jià)鉻含量，并對(duì)其溶出的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，采用光導(dǎo)纖維法無(wú)二次污染，且響應(yīng)靈敏，標(biāo)準(zhǔn)工作溶液線性相關(guān)系數(shù)為0.9992。對(duì)紡織品中六價(jià)鉻溶出動(dòng)力學(xué)的研究表明，萃取溫度、萃取時(shí)間和顯色時(shí)間都對(duì)六價(jià)鉻的溶出量有影響，確定了測(cè)定六價(jià)鉻的最佳萃取溫度為38℃，最佳萃取時(shí)間為30min，最佳顯示時(shí)間為35min，為紡織品中六價(jià)鉻測(cè)定提供了一種可行的新方法。

關(guān)鍵詞：光導(dǎo)纖維；紫外分光光度計(jì)；六價(jià)鉻；紡織品

紡織品種的紡織纖維是微量物證的一個(gè)重要組成部分，而如何快速、準(zhǔn)確、高效的對(duì)紡織纖維中的有毒有害物質(zhì)將能夠?qū)ο嗨频募徔椑w維進(jìn)行同一認(rèn)定。紡織品中有毒有害物質(zhì)，主要有六價(jià)鉻、鉛、鎘、銅等可萃取重金屬、甲醛、PVC增塑劑、致癌致敏染料等物質(zhì)[1]。六價(jià)鉻是污染環(huán)境影響人類健康的主要重金屬元素之一，由于其強(qiáng)氧化性和對(duì)皮膚的高滲透性，很容易被人體吸收，它可通過消化、呼吸道、皮膚及粘膜侵入人體。長(zhǎng)期或短期接觸或吸入時(shí)有致癌危險(xiǎn)[2]。文章通過對(duì)六價(jià)鉻的分析對(duì)紡織纖維進(jìn)行檢驗(yàn)分析。

由于六價(jià)鉻的危害性大，其檢測(cè)方法已被廣泛關(guān)注，主要有原子發(fā)射光譜法[3]、原子吸收光譜法[4]、熒光法[5]、極譜法[6]、化學(xué)發(fā)光法[7]、質(zhì)譜法[8]、直接光度法[9]和色譜法[10]等。中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17593.3-2006規(guī)定了測(cè)定紡織品中六價(jià)鉻的分光光度法，需要將處理好的溶液倒入比色皿后才能進(jìn)行測(cè)定，如果比色皿清洗不干凈易造成二次污染，影響檢測(cè)結(jié)果。文章提出一種將光導(dǎo)纖維用于紫外分光光度計(jì)中測(cè)定紡織品中六價(jià)鉻含量的新方法，并考察了萃取溫度、萃取時(shí)間和顯色時(shí)間都對(duì)六價(jià)溶出量的影響，建立了相關(guān)的動(dòng)力學(xué)方程，為六價(jià)鉻的測(cè)定提供了方法參考。

1 材料與方法

1.1 主要試劑

重鉻酸鉀儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱取2.829g在105℃干燥至恒重的重鉻酸鉀基準(zhǔn)試劑溶解于三級(jí)蒸餾水中，然后稀釋至1L，將此溶液轉(zhuǎn)移至棕色瓶中儲(chǔ)存于冰箱中備用；顯色劑1，5-二苯碳酰二肼（分析純）；丙酮、冰醋酸、L-組氨酸鹽酸鹽一水合物、氯化鈉、磷酸二氫鈉二水合物、氫氧化鈉和磷酸，均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

用于六價(jià)鉻測(cè)定的紫外可見分光光度計(jì)（包括光導(dǎo)纖維探頭和1cm常規(guī)玻璃比色皿），為安捷倫公司生產(chǎn)，其型號(hào)為Cary-60。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法與步驟

1.3.1 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

根據(jù)重鉻酸鉀儲(chǔ)備液，分別配制多個(gè)已知濃度的重鉻酸鉀溶液，濃度范圍1？滋g/L-100？滋g/L。

1.3.2 顯色劑的配制

準(zhǔn)確稱取0.5g（精確到0.001g）的1，5-二苯碳酰二肼溶解于50mL丙酮中，滴加一滴冰醋酸，將此溶液轉(zhuǎn)移至棕色瓶中儲(chǔ)存于4℃冰箱中，有效期為2w。

1.3.3 酸性汗液的配制

稱取L-組氨酸鹽酸鹽一水合物0.5g（精確到0.01g），氯化鈉5.0g，磷酸二氫鈉二水合物2.2g，加水定容至1L，用0.1mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至pH值至5.5。

1.3.4 磷酸溶液的配制

將磷酸（H3PO4，ρ=1.69g/mL）與水等體積混合。

1.3.5 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定

各取不同濃度的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液20mL，向其中分別加入1mL顯色劑，1mL磷酸溶液，搖勻后靜置，顯色35min，測(cè)試其在540nm處的吸光度值。

（2）紡織品樣品的測(cè)定

取紡織品樣品，剪碎后混勻，稱取4.0g試樣（精確至0.01g），置于具塞三角瓶中。加入80mL酸性汗液，放入恒溫水域振蕩器中38℃震蕩30min后取出，靜置冷卻至室溫，過濾后作為樣液供分析用。取20mL樣液，向其中分別加入1mL顯色劑，1mL磷酸溶液，搖勻后靜置，顯色35min，測(cè)試其在540nm處的吸光度值。每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，每個(gè)處理3個(gè)平行樣。

2 結(jié)果與討論

2.1 光導(dǎo)纖維的定義及其傳光原理

不同的物質(zhì)對(duì)相同波長(zhǎng)光的折射角度是不同的（即不同的物質(zhì)有不同的光折射率），相同的物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的折射角度也是不同。利用這個(gè)原理，將一些導(dǎo)光物質(zhì)，如玻璃纖維、透明塑料等做成圓絲狀光導(dǎo)線，即光導(dǎo)纖維，這種光導(dǎo)線里面的芯線與外層的材料的折射率不同，調(diào)整其折射率，讓光線射入這個(gè)光導(dǎo)線時(shí)，讓光線在光導(dǎo)線內(nèi)部不停地全反射，直至讓光線從光導(dǎo)線的這一端傳到光導(dǎo)線的那一端，這樣就可將光信息從一個(gè)地方傳輸?shù)搅肆硪坏胤絒11]。

2.2 顯色時(shí)間的選擇

移取20mL質(zhì)量濃度為100？滋g/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入1mL顯色劑和1mL磷酸溶液，搖勻后立刻由光導(dǎo)纖維探頭測(cè)定其吸光度值，采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方法，測(cè)定90min內(nèi)樣液的吸光度，其結(jié)果如圖1所示。

2.4 萃取時(shí)間的選擇

選取合適的紡織品原料，加入50？滋g/L標(biāo)準(zhǔn)溶液后烘干，按照1.3.5.2的實(shí)驗(yàn)步驟，在震蕩時(shí)間0～70min，每10min測(cè)定一次吸光度值，其結(jié)果見圖3。由圖3可知，0～30min范圍內(nèi)，隨著萃取時(shí)間的增加，吸光度值也逐漸增加，萃取逐漸完全，30min后吸光度增加不明顯，說明萃取已經(jīng)完全。因此，選擇30min為較佳的萃取時(shí)間。

2.5 工作曲線

分別移取不同濃度的鉻（VI）溶液20mL，其中分別加入1mL顯色劑，1mL磷酸溶液，搖勻后靜置，顯色35min，測(cè)試其在540nm處的吸光度值。以吸光度值對(duì)鉻（VI）質(zhì)量濃度作圖，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖4所示。由圖4可知，鉻（VI）的質(zhì)量濃度在10～100？滋g/L范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系，回歸方程為A=8.5×10-4C，線性相關(guān)系數(shù)R=0.9992。

2.6 樣品測(cè)試

分別取滌綸、棉布、化纖樣品，剪碎后混勻，稱取4.0g試樣兩份（精確至0.01g），置于具塞三角瓶中，一份當(dāng)做空白，一份加入2？滋g/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液2mL，按照1.3.5.2處理試樣，測(cè)得空白試樣和加標(biāo)試樣中鉻（VI）的含量并計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果見表1。滌綸、棉布和化纖三種紡織品中鉻（VI）的加標(biāo)回收率在88.6%～105.0%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為1.59%～2.68%。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用光導(dǎo)纖維紫外分光光度法測(cè)定紡織品中的鉻（VI），具有靈敏度高、操作簡(jiǎn)單、避免二次污染等優(yōu)點(diǎn)，適用于紡織品中鉻（VI）的測(cè)定。對(duì)其動(dòng)力學(xué)的研究，確定了樣品中提取鉻（VI）的最優(yōu)條件：最佳萃取溫度38℃，最佳萃取時(shí)間30min，最佳顯示時(shí)間35min。該方法的建立對(duì)紡織品中鉻（VI）測(cè)定具有一定的指導(dǎo)意義。

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