氰化物快速檢測于應(yīng)急監(jiān)測領(lǐng)域的實(shí)用性研究

歐英華+林智豪

[摘 要]在氰化物突發(fā)性污染事件中，快速檢測法的可靠性，實(shí)用性對現(xiàn)場污染源的快速控制、果斷處理起著舉足輕重的作用。本文使用低濃度氰化物快速檢測試劑盒，通過實(shí)驗(yàn)，與常規(guī)處理方法的進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，探討得出低濃度氰化物快速檢測試劑盒的檢測范圍為0.003-0.03 mg/L CN，相對偏差在20%以內(nèi)，加標(biāo)回收率均在70%-130%之間，抗干擾性能較強(qiáng)，檢測過程只需10分鐘等結(jié)論，可達(dá)到廣大的水質(zhì)化驗(yàn)室的應(yīng)急監(jiān)測要求。

[關(guān)鍵詞]氰化物 目視比色法 應(yīng)急監(jiān)測

中圖分類號：X832 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）15-0302-02

氰化物是常用的化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于冶金、電鍍、化纖、油漆、染料、橡膠等行業(yè)中，同時(shí)，它也是一種有劇毒性的化學(xué)品。取決于氰化物的存在形式、吸收和分布，當(dāng)人體中氰化物濃度達(dá)0.5-3.5 mg/Kg時(shí)，即可致死人類[1]。水中氰化物含量達(dá)到0.01mg/L時(shí)不宜作飲用水源，含量達(dá)0.3-0.5 mg/L時(shí)，即可致死水中的魚類及其他水生生物。根據(jù)我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：漁業(yè)用水中的氰化物的含量不得超過0.4 mg/L，集中式生活飲用水地表水源地一級保護(hù)區(qū)和二級保護(hù)區(qū)的氰化物濃度不得高于0.05mg/L、0.2mg/L。因此，在突發(fā)件泄露情況下或者是食品加工過程中，安全檢測并除去工業(yè)污水中危險(xiǎn)的劇毒氰化物是很有必要的。自從1851年Von Liebig使用銀量法檢測氰化物以來，己有很多檢測方法用來檢測氰化物，例如電化學(xué)法[2，3]、熒光法[4.5]、色譜法[6，7]等，使用這些方法能夠得到較準(zhǔn)確的結(jié)果，但是這些方法大多需要復(fù)雜的儀器設(shè)備以及較長的分析時(shí)間，通常適用于實(shí)驗(yàn)室檢測使用，而不適合于野外現(xiàn)場氰化物的快速檢測。

因此大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室面對氰化物突發(fā)事件中使用的方法是快速檢測法-目視比色法，這種方法的原理是是基于親核性的氰化物與親電性的碳、硼或是與金屬配位結(jié)合反應(yīng)，生成有顏色的絡(luò)合物，依據(jù)溶液顏色的深淺來定性半定量檢測氰化物。它是以肉眼觀察樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的顏色深度，或是將樣品溶液的色度與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，從而讀出樣品溶液中的待測物質(zhì)的濃度。而這種快速檢測法能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)要求，可通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其實(shí)用性。

1實(shí)驗(yàn)部分：

1.1儀器與試劑

1.2 檢驗(yàn)方法

在現(xiàn)場檢測使用時(shí)，移取20 mL簡單處理過的待測水樣于比色瓶中，加入釋放試劑，搖蕩均勻，再加入顯色試劑，搖蕩均勻，靜置5min后，將顯色后的溶液與比色卡對比，即可讀出待測水樣中氰化物的濃度（mg/LCN-），當(dāng)水樣顏色介于兩色階中間時(shí)，以兩色階讀數(shù)的平均值為準(zhǔn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 檢測試劑的檢測范圍考察

以氰化物標(biāo)準(zhǔn)溶液（50mg/L）配制-系列梯度濃度的氰化物溶液，向20 mL不同濃度的氰化物溶液中依次加入兩勺釋放試劑，十滴顯色試劑，靜置后觀察溶液的顯色情況，下圖1是CN-的濃度為0，0.002， 0.004，0.007， 0.010，0.013，0.016，0.020，0.025，0.030mg/L時(shí)溶液的顯色情況?？梢钥闯觯寒?dāng)水中CN-的濃度在0.003mg/L以下時(shí)，裸眼觀察不到溶液的顯色，因此認(rèn)為使用目視比色法時(shí)，氰化物檢測試劑的檢測范圍為0.003-0.03 mg/L CN-較寬的檢測范圍可滿足多種測試要求；當(dāng)待測水樣中CN-的濃度超過0.03mg/L時(shí)，可將水樣進(jìn)行適當(dāng)稀釋。

2.2 氰化物檢測試劑盒的準(zhǔn)確度、精密度測試

以純水配制了0.007 mg/L、0.010mg/L和0.025 mg/L三種CN-濃度的氰化物水樣，使用氰化物檢測試劑盒對水樣進(jìn)行多次平行檢測實(shí)驗(yàn)，以測試氰化物檢測試劑盒的檢測準(zhǔn)確度、精密度等檢測性能，實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果如下表2所示。從表2中可以看出，8次平行檢測結(jié)果的相對偏差在20%以內(nèi)，加標(biāo)回收率均70%～130%之間，符合目視比色法的誤差允許范圍。由于目視比色法是以裸眼觀察樣品溶液的色度，而眼睛不能直接測量消光度，對顏色色度的分辨常常有誤差，此外，環(huán)境中的光線也會(huì)影響色度的觀察。

這測試結(jié)果表明，使用研制的氰化物檢測試劑盒檢測水樣，測試結(jié)果具有較好的重復(fù)性，這可能是由于氰化物檢測試劑中有效成分與輔助成分混合均勻。

2.3 氰化物檢測試劑盒的抗干擾性能

檢測技術(shù)裝備的抗干擾能力是衡量其實(shí)際檢測性能的重要指標(biāo)之一。為了考察水中常見的陰離子如Cl-， NO3-， SO42-， PO43-以及可能存在的金屬離子如K+，Ag+，Ca2+，Mg2+，Zn2+等對氰化物檢測試劑的干擾，我們以0.2 mg/L的氰化物溶液考察NaCl，NaBr，Kl，K2MnO4，NaNO3，NaNO2，Na2S， Na2SO3，Na2SO4，Na3PO4，Na2CO3，CH3COONa，AgNO3，Cu2CI2，Hg（CH3COO）2，CaCl2，MgSO4，ZnCl2，Pb（NO3）2， CuCl2，CrCl3，Cd（N03）2， FeCl3，AlCl3， NH4CI對檢測試劑的干擾。在0.2 mg/L的氰化物溶液中分別加入0倍，1倍，10倍，100倍于氰化物濃度的干擾物質(zhì)，再分別加入自制的釋放試劑和顯色試劑，反應(yīng)一定時(shí)間后，觀察溶液顯色，抗干擾能力如下圖2圖3所示。

從圖中檢測結(jié)果可知，0.2mg/L的Br-、I-（相當(dāng)于1倍的CN-濃度）和2.0 mg/L （相當(dāng)于10倍的CN-濃度）的Ag+、Hg2+、Mg2+、Zn2+、Fe3+、S2-對水樣中的氰化物檢測結(jié)果有一定干擾；而其他陰離子及陽離子，如Cl-、NO3-、NO2-、SO32-、SO42-、PO43-、Ca2+、Pb2+、Cu2+、Al3+、Cd2+、NH4+等對該檢測試劑均無明顯干擾。這是由于CN-和Ag+、Hg2+、Mg2+、Zn2+、Fe3+形成難溶于水的絡(luò)合物，從而干擾了自由氰和氰化氧的檢測[8]。即購買的氰化物檢測試劑盒具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可廣泛應(yīng)用于地表水、生活污水、各種工業(yè)廢水樣品的分析以及各級別實(shí)驗(yàn)室預(yù)分析。

3結(jié)論

經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，該低濃度的氰化物快速檢測試劑顯色速度快，在10min內(nèi)即可完成單次水樣的檢測。顯色效果穩(wěn)定，檢測結(jié)果準(zhǔn)確可靠，試劑的檢測范圍較寬，為0.003-0.03 mg/L CN-，相對偏差在20%以內(nèi)，加標(biāo)回收率均在70%-130%之間，檢測試劑具有較強(qiáng)的抗干擾能力，除了一些極易與CN-結(jié)合形成水不溶絡(luò)合物的離子外，水環(huán)境中其他常見的陰陽離子均不會(huì)干擾氰化物的檢測。在現(xiàn)場分析使用時(shí)，不需外界附加分析工具即可完成樣品的測試分析，并目試劑盒的體積小巧，便于攜帶、使用和保存，分析成本經(jīng)濟(jì)，可廣泛應(yīng)用于地表水、生活污水、各種工業(yè)廢水樣。

參考文獻(xiàn)

[1] EmanueI C. Andres W.M. George M.W. Understanding wax printing： a simple micropatterning process for paper-based microfluidics， Anal. Chem， 2009，81 （16）： 7091-

7095.

[2] Koenig R. Wildlife deaths are a grim wake-up call in eastern Europe，Science， 2000，287（5459）： 1737-1738.

[3] PecharromanB.V，Castro M.D.L， Determination of cyanide by a pervaporation UV photo dissociation-potentiometric detection approach， Analyst， 2002， 127： 267-270.

[4] Fligier J， PiotrC，Gregorowicz Z，A very simple air-gap cyanide sensor. Anal.Chim.Acta， 1980， 118 （1）： 145-148.

[5] Abbaspour A， Asadi M， Ghaffarineja d A ，Safaei E，A selective modified carbon pasteelectrode for determination of cyanide using tetra-3，4-pyridinoporphyrazinatocobalt （II），Talanta，2005， 66 （4）： 931-936.

[6] Jr P.A， Tyson D.S， Jursfkova K，Luminescence lifetime-based sensor for cyanide andrelated anions， J. Am. Chem. Soc， 2002， 124 （22）： 6232-6233.

[7] BaduguR，Lakowicz J.R， Geddes C.D， Enhanced fluorescence cyanide detection atphysiologically lethal levels： reduced ICT-based signal transduction， J. Am. Chem. Soc， 2005，127 （10）：3635-3641.

[8] Broomsgrove A.E.J， Addy D.A， Bresner C，Bresner C， Fallis LA， Thompson A丄，AldridgS，And/ not sensing of fluoride and cyanide ions by ferrocene-derivatised Lewis acids，Chem. Eur. J. 2008， 14 （25）： 7525-7529.