全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀測(cè)定地表水中的六價(jià)鉻

郭永童

（珠江流域水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 廣東廣州 510611）

引言

六價(jià)鉻是地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)中一個(gè)重要水質(zhì)指標(biāo)，其毒性比三價(jià)鉻高出100倍。六價(jià)鉻易被人體吸收，可通過(guò)皮膚接觸、消化系統(tǒng)、呼吸道及粘膜等途徑侵入人體，并在體內(nèi)蓄積?？茖W(xué)研究表明六價(jià)鉻污染對(duì)環(huán)境與人體健康危害極大，濃度超過(guò)10ppm時(shí)對(duì)水生物有致命危害。六價(jià)鉻濃度超標(biāo)的水體可致癌。六價(jià)鉻形成的化合物具有強(qiáng)氧化作用，會(huì)對(duì)人體的消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、皮膚及粘膜等造成損害，嚴(yán)重者可引起肺部損害而導(dǎo)致癌變。所以對(duì)地表水中的六價(jià)鉻濃度加強(qiáng)監(jiān)測(cè)是非常必要的，目前《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)地表水水域各類水質(zhì)六價(jià)鉻濃度都有明確限值，《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定飲用水中六價(jià)鉻濃度最高限值為0.05mg/L。

SmartChem200全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀工作原理實(shí)際上是間隔流動(dòng)分析（segmented flow analysis，SFA），也稱為連續(xù)流動(dòng)分析（continuous flow analysis，CFA），是完全模擬人工比色法，將比色分析法自動(dòng)化、減少人工的一種分析測(cè)試手段。分析儀器將樣品、試劑和顯色劑加入比色皿中產(chǎn)生顏色反應(yīng)，樣品濃度與顏色成正比關(guān)系，由比色計(jì)檢測(cè)透光強(qiáng)度，得到相應(yīng)的峰值吸光度，再通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線自動(dòng)計(jì)算得到相應(yīng)的濃度。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

Smartchem200全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀（法國(guó)Alliance集團(tuán)公司），萬(wàn)分之一電子天平（Mettler Toledo）；0.45μm濾膜過(guò)濾裝置。

氫氧化鈉：4g/L。

氫氧化鋅共沉淀劑：

硫酸鋅：8%（m/V）硫酸鋅溶液，8g硫酸鋅（ZnSO4·7H2O）溶于100ml水中。

氫氧化鈉：2%（m/V）溶液，稱取2.4g氫氧化鈉溶于120ml水中。

氫氧化鋅共沉淀劑：用時(shí)將8%（m/V）硫酸鋅溶液跟2%（m/V）溶液兩溶液混合。

針洗液：1mL針洗液溶解于2000mL蒸餾水中，搖勻。

試劑 CrA：稱取0.2g二苯碳酰二肼（C13H14N4O），加入100mL100%丙酮徹底搖勻直至其全部溶解，轉(zhuǎn)移到1000mL容量瓶，另取50mL濃硫酸緩慢地加入到800mL蒸餾水中，待其冷卻。將此酸溶液加入至先前1000mL容量瓶?jī)?nèi)，用蒸餾水稀釋定容，必要時(shí)將配好試劑過(guò)濾使用。

六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液：0.2mg/L。

實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

1.2 樣品處理方法

樣品應(yīng)用玻璃瓶采集。采集時(shí)，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)樣品pH值約為8，并在采集后盡快測(cè)定，不要超過(guò)24h。

一般樣品經(jīng)0.45μm的濾膜裝置處理后測(cè)定。對(duì)于混濁、色度較深的樣品采用鋅鹽沉淀分離法。取適量樣品于150ml燒杯中，加水50ml。滴加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為7～8。在不斷攪拌下，滴加氫氧化鋅共沉淀劑至溶液pH值為8～9。將此溶液轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。用慢速濾紙干過(guò)濾，棄去10～20ml初濾液，取其中50.0ml濾液供測(cè)定。

1.3 實(shí)驗(yàn)原理及方法

在酸性溶液中，六價(jià)鉻與二苯碳酰二肼反應(yīng)生成紫紅色化合物，于波長(zhǎng)550nm處進(jìn)行分光光度測(cè)定。

全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀配備自動(dòng)稀釋母液的功能，將配好的標(biāo)準(zhǔn)母液和相應(yīng)的反應(yīng)試劑置于儀器對(duì)應(yīng)的試劑位，根據(jù)實(shí)驗(yàn)配制工作曲線要求，在儀器操作系統(tǒng)界面輸入相應(yīng)的稀釋倍數(shù)，就可以得到分析需要的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，接著啟動(dòng)儀器分析功能，開(kāi)始按序自動(dòng)分析樣品。

1.4 分析參數(shù)設(shè)置

分析參數(shù)有濾光片波長(zhǎng)、樣品量、試劑量、延遲時(shí)間和讀數(shù)時(shí)間，各項(xiàng)目具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀六價(jià)鉻分析參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.1 線性關(guān)系、檢出限和精密度

按照實(shí)驗(yàn)方法及儀器功能，Smartchem200全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀可自動(dòng)配制濃 度為 0.00、0.005、0.01、0.02、0.05、0.08、0.10mg/L的六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液，六價(jià)鉻濃度在0.01～0.10mg/L范圍內(nèi)呈良好的線性相關(guān)，線性回歸方程為Y=0.3204X-0.0002，相關(guān)系數(shù)為0.9995，方法檢出限為0.001mg/L，校正曲線如圖1所示。實(shí)驗(yàn)重復(fù)測(cè)定了六價(jià)鉻的標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)（GBW（E）080197），實(shí)驗(yàn)結(jié)果RSD（%）為1.03%，測(cè)定結(jié)果為0.251mg/L，在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)0.258±0.013 mg/L 范圍內(nèi)。

圖1 校正曲線

2.2 回收率實(shí)驗(yàn)

應(yīng)用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀進(jìn)行加標(biāo)。結(jié)果表明，加標(biāo)回收率多在90.6%～101%（見(jiàn)表2）之間，均在實(shí)驗(yàn)室加標(biāo)回收率合格范圍內(nèi)。如表2所示。

表2 地表水樣品加標(biāo)回收率

2.3 標(biāo)準(zhǔn)加入法和標(biāo)準(zhǔn)曲線法結(jié)果對(duì)比

標(biāo)準(zhǔn)加入法，又稱標(biāo)準(zhǔn)增量法，是在數(shù)份樣品溶液中加入不等量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的步驟測(cè)定吸光度，用外推法求得樣品溶液的濃度。可用于檢驗(yàn)樣品中是否存在干擾物質(zhì)，是檢驗(yàn)儀器準(zhǔn)確度的一種有效測(cè)試方法。

在水樣中加入 0.01、0.02、0.04、0.06、0.08 mg/L 的六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液，將其響應(yīng)值繪制出擬合曲線，得出待測(cè)組分濃度為0.0029mg/L，由對(duì)比可知，各項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)加入法與標(biāo)準(zhǔn)曲線法偏差在10%內(nèi)，說(shuō)明儀器測(cè)定樣品準(zhǔn)確度較高。結(jié)果如表3所示。

表3 標(biāo)準(zhǔn)加入法與標(biāo)準(zhǔn)曲線法對(duì)比結(jié)果

結(jié)語(yǔ)

采用全自動(dòng)間斷化學(xué)分析儀對(duì)地表水中的六價(jià)鉻進(jìn)行測(cè)定，其標(biāo)準(zhǔn)曲線在測(cè)定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)為0.999以上，檢出限為0.001 mg/L，加標(biāo)回收率在90.6%～101%。該方法分析便利、結(jié)果準(zhǔn)確，可適用于大批量地表水樣品六價(jià)鉻的分析。