環(huán)境監(jiān)測中水質(zhì)六價(jià)鉻測定影響因素分析

林 威（南平市環(huán)境監(jiān)測站，福建南平353000）

環(huán)境監(jiān)測中水質(zhì)六價(jià)鉻測定影響因素分析

林 威（南平市環(huán)境監(jiān)測站，福建南平353000）

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，水污染已經(jīng)成為了最重要的污染形式。其中六價(jià)鉻是水中較為常見的污染物，對于人體具有較強(qiáng)的毒害性，所以六價(jià)鉻被視為水環(huán)境監(jiān)測最為重要的指標(biāo)之一。本文主要闡述環(huán)境監(jiān)測中水質(zhì)六價(jià)鉻測定的影響因素，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有所幫助。

環(huán)境監(jiān)測；六價(jià)鉻；測定；影響因素

引言

六價(jià)鉻屬于非常嚴(yán)重的有毒致癌物質(zhì)，鉻污染主要來源于幾個(gè)方面，分別為：印刷廠、皮革加工廠、電鍍以及鋼鐵冶煉等工廠排放的廢氣與廢水等。而由上述問題引起的水污染中，六價(jià)鉻污染是最為常見的形式之一，所以在水環(huán)境監(jiān)測中六價(jià)鉻是必須監(jiān)測的內(nèi)容。環(huán)境水質(zhì)六價(jià)鉻測定方法較多，其中二苯碳酰二肼分光光度法憑借其使用范圍廣、線性范圍寬、靈敏度高、施工操作簡單以及抗干擾能力強(qiáng)等眾多優(yōu)勢得到工作人員的廣泛青睞。但是其在操作過程中還是會受到一定因素的影響，所以需要對這些影響因素進(jìn)行分析，找到問題的解決辦法，進(jìn)一步提升水質(zhì)監(jiān)測的準(zhǔn)確性。

1 測試方法的工作機(jī)制

其主要的工作機(jī)制是：在溶液pH值為酸性的介質(zhì)中，一旦水體樣本中含有強(qiáng)氧化性的六價(jià)鉻離子，其就會和二苯碳酰二肼發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將二苯碳酰二肼氧化成二苯索爾氨基脲，與此同時(shí)，自身六價(jià)鉻離子還會還原成三價(jià)鉻離子并與新出現(xiàn)的化合物二苯索爾氨基脲發(fā)生物力反應(yīng)出現(xiàn)紫褐色的沉淀物。在一定條件下，所出現(xiàn)的紫褐色沉淀物顏色的深度會隨著六價(jià)鉻離子濃度的減少而變深，并且和二者之間的吸光度都符合朗伯-比爾定律，在波長為540nm的區(qū)域具有最大的吸收能力，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)水樣六價(jià)鉻的測定。

2 測定儀器以及所用試劑

2.1 分光光度計(jì)的選擇

所采用的分光光度計(jì)光譜帶寬一定要符合測試項(xiàng)目需求，從而確保測定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。要保證光度計(jì)的最小分度值在1μm，要將吸光度范圍控制在0～2范圍內(nèi)，同時(shí)要具有相應(yīng)的顯示功能。

2.2 比色皿的調(diào)試

在對比色皿進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候，必須在其中添加無污染的蒸餾水，通過能夠吸收最小比色皿的吸光度作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)，對剩余比色皿的吸光度進(jìn)行測試。在進(jìn)行比色皿光程長度校正過程中，可以在比色皿中注入吸光度為0.4的溶液來測定吸光度，將標(biāo)準(zhǔn)比色皿的吸光度作為1來計(jì)算需要校正比色皿的吸光度比值。

2.3 測定試劑

要保證測定所用純凈水以及實(shí)際不含鉻，并且要確保測定所用到的玻璃器皿內(nèi)壁具有良好的光潔度，避免將鉻離子吸附到內(nèi)壁上。使用之前要通過硝酸以及硫酸混合液來清洗，之后用自來水和純水清洗干凈即可。

3 環(huán)境監(jiān)測中水質(zhì)六價(jià)鉻測定影響因素討論

3.1 水樣的存儲以及收集

每一種行業(yè)由于其自身的特點(diǎn)不同，從而導(dǎo)致其水樣中六價(jià)鉻的含量也是不同的，并且具有較大的差距，所以在進(jìn)行測定時(shí)水樣的采集和保存對于測定的結(jié)果有非常重要的影響，另外在酸性溶液中，六價(jià)鉻比較容易被還原為三價(jià)格。所以需要采用瓶體容積為250mL的硬質(zhì)無色透明的玻璃瓶進(jìn)行水樣采集時(shí)，要保證瓶體內(nèi)壁光潔沒有磨損，同時(shí)要向水樣中添加4g/L的NaOH溶液或者是稀硝酸溶液，通過pH試紙測定水樣的pH在8～9范圍內(nèi)，之后將水樣至于0～4℃環(huán)境冷藏保存，要在24h之內(nèi)進(jìn)行水樣測定。

3.2 顯色劑配制以及選用

在對樣品實(shí)施檢測的時(shí)候，必須通過特定的顯示劑才會使其顏色發(fā)生變化，顯示劑的純度越高檢測的結(jié)果就越準(zhǔn)確。一般來說，把顏色為淺紅色或者白色的二苯碳酰二肼作為顯示劑最佳，但是在使用的過程中，應(yīng)當(dāng)盡量避免長時(shí)間暴露在空氣中。在對溶液進(jìn)行配制的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)盡可能選用保質(zhì)時(shí)間長且出廠時(shí)間短的產(chǎn)品。如果對于分析的最終結(jié)果要求比較高可以選擇純試劑或者質(zhì)量更好的進(jìn)口試劑，確?？瞻自囼?yàn)符合吸光度方面的規(guī)定。試劑必須保存在干燥器皿中且同時(shí)需要進(jìn)行密封處理、避免長時(shí)間光照。

在對顯示劑進(jìn)行配制的過程中，由于二苯碳酰二肼在乙醇或者丙酮溶液中分解的速度相對較慢，因此，必須等到二苯碳酰二肼粉末和溶劑完全融合之后才可以向混合溶液中添加蒸餾水，使其濃度以及量符合規(guī)定的要求，如果沒有按照嚴(yán)格的規(guī)定進(jìn)行操作就會導(dǎo)致最終配制的顯示劑無法發(fā)揮作用。配置完成的顯色劑必須冷藏在棕色的試劑瓶中，若是發(fā)現(xiàn)溶液的顏色較深則禁止使用，否則很大幾率導(dǎo)致水樣的吸光度不斷增加，影響最終測定的結(jié)果。對于六價(jià)鉻顯色劑Ⅱ來說，如果對其進(jìn)行冷藏處理就會導(dǎo)致其因?yàn)槌掷m(xù)低溫而發(fā)生晶體析出的狀況，不能進(jìn)行正常使用，因此，六價(jià)鉻顯色劑Ⅱ不宜提前配制，可以在使用時(shí)現(xiàn)用現(xiàn)配，并且不宜長時(shí)間置于溫度較低的位置進(jìn)行冷藏。

3.3 對于水樣的初步處理

（1）金屬離子的干擾以及消除。對水樣六價(jià)鉻測定有影響的金屬離子很多，包括：汞離子以及亞汞離子、六價(jià)鉬離子、三價(jià)鐵離子、無價(jià)釩離子等等。在酸性介質(zhì)中，若是三價(jià)鐵離子的含量在400μg以上就會和二苯碳酰二肼發(fā)生相應(yīng)的顯色反應(yīng)，就會生成黃色的化合物從而對測定結(jié)果有相應(yīng)的干擾。為了避免出現(xiàn)此種情況，可以在測定過程中采用磷酸，這樣不但能夠?qū)λ畼尤芤旱娘@色酸度有所調(diào)節(jié)，同時(shí)還能使得三價(jià)鐵離子與過量的磷酸進(jìn)行反應(yīng)而生成無色的絡(luò)合離子，從而有效消除這些因素對于顯色反應(yīng)的影響。

在此種顯色酸度情況下，汞離子、亞汞離子以及鉬和二苯碳酰二肼發(fā)生顯色反應(yīng)靈敏度相對較差，在汞以及鉬的濃度達(dá)到了200mg/L的前提下對測量的結(jié)果就不會產(chǎn)生影響。如果水體樣本中礬的含量達(dá)到了4mg/L之上時(shí)也不會對檢測造成影響。如果待測水體樣本礬濃度較低，那么二苯碳酰二肼與礬反應(yīng)產(chǎn)生的混合物在15min之內(nèi)就會慢慢褪色，這就要求其必須在添加顯示劑15min之后在開始吸光度檢測的工作，這樣就可以有效避免其它有色物質(zhì)對測量結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。

（2）色濁度的干擾以及消除。如果采用分光光度法進(jìn)行水樣的測定，樣品基體溶液原本所具有的顏色會對顯色物質(zhì)的測定造成一定的干擾。在六價(jià)鉻的標(biāo)準(zhǔn)分析方法當(dāng)中可以通過色濁度校正法以及鋅鹽沉淀分離法來將干擾消除掉。兩種方法使用的情況是不同的。

色濁度校正法主要用在對無色微渾或者顏色較淺的清潔水樣進(jìn)行分析，若是溶液的渾濁度較大（例如膠體溶液、懸濁液、乳濁液等等）就會造成部分入射光發(fā)生散射，從而造成實(shí)測吸光度增大，影響測定的準(zhǔn)確性。通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)得知，在進(jìn)行清潔地表測定時(shí)，通過純水作為參比，在進(jìn)行吸光度測定時(shí)還是會對數(shù)值具有一定影響。所以在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品測定時(shí)，對于清潔的地表水也要進(jìn)行色濁度校正。

鋅鹽沉淀分離法主要用于對顏色深且渾濁程度高同時(shí)受污染程度較為嚴(yán)重的工業(yè)廢水或者地表水進(jìn)行預(yù)處理。此種方式主要是通過Zn（OH）2共沉淀劑對于有色水樣進(jìn)行絮凝沉淀，使用慢速濾紙對其進(jìn)行過濾處理之后才能開始檢測工作。使用這種方法對樣本水體進(jìn)行檢測的時(shí)候，必須和沒有經(jīng)過任何處理的樣本水體進(jìn)行對照，操作過程十分繁瑣，所以需要致力于進(jìn)行鋅鹽沉淀分離法的改進(jìn)，這樣才可以減小誤差、優(yōu)化檢測工序，從而增加檢測結(jié)構(gòu)的精確率。

3.4 顯色水樣和不顯色水樣的測定

水樣中存在著某些氧化物，包括過氧化物、次氯酸鹽、游離氯、高氯酸鹽等等，這些物質(zhì)可以產(chǎn)生和六價(jià)鉻氧化二苯碳酰二肼同樣的顯色反應(yīng)，通過這些物質(zhì)的作用使得水樣呈現(xiàn)出紫紅色，從而影響到測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。對于那些顯示顏色的水樣溶液來說，可以重新選取同樣體積的水樣先進(jìn)行氧化性干擾物質(zhì)預(yù)處理之后再進(jìn)行相應(yīng)的測定。對于那些沒有明顯顯色反應(yīng)或者沒有顯色的水樣就需要考慮到還原性干擾物質(zhì)（主要包括：亞硫酸鹽、二價(jià)鐵、硫化物、亞硝酸鹽、硫代硫酸鹽、酸性溶液等）的作用，其可能會一定程度上削弱顯色反應(yīng)的作用，從而造成測定結(jié)果較低。

3.5 實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)樣品的測定

在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)密碼樣品測定過程中，因?yàn)槭孪炔⒉恢烂艽a樣品的濃度，所以需要先按照大體的濃度范圍選擇繪制校準(zhǔn)曲線采用的標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度和顯色劑濃度，盡可能將所取密碼樣品的體積以及所測組分的含量保證在工作曲線中段范圍，盡可能多取樣品溶液而縮減樣品稀釋倍數(shù)，最少要保證3個(gè)以上平行樣本的測定數(shù)量，確保密碼標(biāo)準(zhǔn)樣品濃度測定的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)束語

六價(jià)鉻屬于非常嚴(yán)重的有毒致癌物質(zhì)，在水污染中六價(jià)鉻污染是最為常見的形式之一，所以在水環(huán)境監(jiān)測中六價(jià)鉻是必須監(jiān)測的內(nèi)容。由于二苯碳酰二肼分光光度法具有干擾因素少、實(shí)施方便、靈敏度高、線性范圍寬以及適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，在水質(zhì)測定中得到了廣泛的應(yīng)用。通過此種方法能夠得到水質(zhì)六價(jià)鉻測定的相關(guān)影響因素，這樣就能夠采用針對性措施進(jìn)行控制，從而提升環(huán)境監(jiān)測中水質(zhì)六價(jià)鉻測定的準(zhǔn)確性。

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