提高水質(zhì)鉻（Ⅵ）檢測結(jié)果精密度和準(zhǔn)確度的方法*

賴永忠 ，陸國永 ，占美君 ，紀(jì)楷濱 ，陳先毅

（1.汕頭大學(xué) a.海洋生物研究所；b.廣東省海洋生物技術(shù)重點實驗室，廣東 汕頭 515063；2.汕頭市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，廣東 汕頭 515041）

在日常使用GB 7467-87 過程中，筆者發(fā)現(xiàn)方法存在諸多涉及方法精密度和準(zhǔn)確度問題需進(jìn)一步完善[1-4]。針對顯色劑和酸的加入順序問題，研究認(rèn)為先加顯色劑有利于保證良好的方法準(zhǔn)確度[3,5]和批次樣品間的精密度[3]；先加酸導(dǎo)致的準(zhǔn)確度欠佳問題，畢彤等[5]認(rèn)為實際樣品存在還原性干擾。而純水配制的標(biāo)準(zhǔn)點水樣也存在類似現(xiàn)象，推測為酸性環(huán)境下鉻（Ⅵ）與顯色劑或顯色產(chǎn)物間存在褪色反應(yīng)[3]。因此，需要注意標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定過程，特別是低濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度點，低濃度點吸光度偏低將導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)曲線截距為明顯的負(fù)值，最終影響低濃度樣品的準(zhǔn)確度。測定波長和參比波長處吸光度的同時測定，可從參比波長處吸光度的平行性及高低來評估、校正系統(tǒng)誤差和實際樣品基體對測定波長處吸光度的影響[4]，這是雙波長法的工作原理，已有很多文獻(xiàn)[1,3,4,6-8]證實雙波長法有利于改善六價鉻檢測方法的精密度和/或準(zhǔn)確度。

然而，現(xiàn)有研究僅限于所用的單批次酸，結(jié)果并不能代表國產(chǎn)H3PO4的質(zhì)量現(xiàn)狀，有必要對更多來源的H3PO4進(jìn)行調(diào)查研究。本研究收集了廣東省粵東4 市（汕頭市、揭陽市、梅州市、潮州市）轄區(qū)內(nèi)主要生態(tài)環(huán)境檢測機(jī)構(gòu)（包括各級生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站和第三方檢測機(jī)構(gòu)）所用H3PO4，涉及9 個國內(nèi)磷酸生產(chǎn)商，共16 批次未開瓶的不同純度H3PO4，調(diào)查發(fā)現(xiàn)這些濃H3PO4用于環(huán)境水質(zhì)中鉻（Ⅵ）檢測時，均存在先加酸再加顯色劑時準(zhǔn)確度欠佳的問題，同時進(jìn)一步驗證了優(yōu)化后實驗步驟（先加顯色劑后加酸）和雙波長法的優(yōu)點。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

UV-2450 型紫外/可見-分光光度計（日本島津公司）；ATX224 型電子天平（日本島津公司）；KLUP-III-20 型超純水機(jī)（成都唐氏康寧科技發(fā)展有限公司）。

100mg·L-1鉻（Ⅵ）單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（中國計量科學(xué)研究院）；

5.00 和2.00mg·L-1鉻（Ⅵ）標(biāo)準(zhǔn)使用液 由鉻（Ⅵ）單元素標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液逐級稀釋得到，調(diào)節(jié)pH值 8～9 后使用；

丙酮（AR 西隴科學(xué)股份有限公司）；H2SO4（GR西隴科學(xué)股份有限公司）；二苯碳酰二肼（AR 廣東光華科技股份有限公司）；高效液相色譜純（HPLC天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）。實驗用水均為超純水，調(diào)節(jié) pH 值在 8～9 后使用。

顯色劑 稱取0.400g 二苯碳酰二肼，溶于預(yù)加有50mL 丙酮的棕色試劑瓶中，攪拌使完全溶解后，瓶內(nèi)加入50mL 水，混勻后放冰箱保存；使用時，每50mL 樣品加入1.00mL 此顯色劑。

混合酸（1+1+2） 25% H2SO4∶25% H3PO4（v∶v），在2000mL 塑料瓶內(nèi)加入1000mL 水，緩緩加入500mL H3PO4并混勻，在自來水水浴下緩緩加入500mL H2SO4并混勻，冷卻后備用。

1.2 實驗方法

1.2.1 實驗步驟 先加酸后加顯色劑。參照GB 7467-87，所有50mL 樣品先加1.00mL 混合酸，混勻后再加入1.00mL 顯色劑。此實驗步驟的缺點為，當(dāng)樣品或試劑含還原性干擾物時，加酸后形成酸性環(huán)境，使得樣品中具有氧化性的待測物鉻（Ⅵ）被還原為鉻（Ⅲ），使得方法準(zhǔn)確度不足。

先加顯色劑后加酸 GB 7467-87 中，當(dāng)判定樣品存在還原性干擾時，先加高濃度顯色劑，反應(yīng)15min 后再加入酸。本研究中，先加正常濃度的顯色劑，反應(yīng)15min 后再加酸。已有研究表明，實驗室制備超純水[3]和實際水樣[5]，采用先加顯色劑后加酸的實驗步驟有利于保證良好的方法準(zhǔn)確度結(jié)果。

1.2.2 定量方法 GB 7467-87 中，顯色后樣品只讀取測定波長540nm 處吸光度（A540），A540 代入擬合方程進(jìn)行定量計算，本研究中稱之為單波長法。本研究中，顯色后樣品同時測定參比波長660nm 處吸光度（A660），采用 A540 與 A660 之差代入擬合方程進(jìn)行定量計算的方法則稱為雙波長法[1]。

1.2.3 鉻（Ⅵ）標(biāo)準(zhǔn)曲線系列配制 鉻（Ⅵ）質(zhì)量濃度設(shè)置為 0.0、5.0、10.0、20.0、40.0、100、200、300μg·L-1，加入1.00mL 顯色劑，反應(yīng)15min；加入1.00mL 混合酸，反應(yīng)10min 后轉(zhuǎn)移至30mm 玻璃比色皿，測定540 和660nm 處的吸光度。單、雙波長法標(biāo)準(zhǔn)曲線方程分別為 y=0.002420x+0.0015 和 y=0.002403x+0.0010，對應(yīng)的線性關(guān)系分別為0.99996 和0.99997。

2 結(jié)果與討論

2.1 雙波長法對測定值的影響

使用各種H3PO4時，試劑空白中鉻（Ⅵ）的結(jié)果，單波長法測得先加酸和先加顯色劑的結(jié)果分別介于0.5～1.5μg·L-1和 0.3～1.0μg·L-1，而雙波長法結(jié)果分別介于0.3～0.6μg·L-1和0.3～0.7μg·L-1（表1），均小于標(biāo)準(zhǔn)方法 GB 7467-87 的檢出限 4μg·L-1，可見這些酸并不含明顯的鉻（Ⅵ）。

從表1 可知，雙波長法測得結(jié)果小于等于單波長法的數(shù)量占93.8%，可見大部分的雙波長法結(jié)果更切合顯色后樣品并無紫紅色特征物質(zhì)產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象，且75%測定值的精密度（RSD）優(yōu)于單波長法?？梢婋p波長法有利于提高方法的準(zhǔn)確度和精密度，結(jié)論與文獻(xiàn)[1,3,4,6-8]類似。

表1 試劑空白結(jié)果（n=4）Tab.1 Results of blank samples

注:不同來源濃H3PO4 加入量為0.250mL，同步加入0.250mL 濃H2SO4；所有標(biāo)準(zhǔn)點樣品中鉻（Ⅵ）配制質(zhì)量濃度為20.0μg·L-1；“單波長法”表示參照GB 7466-1987 的定量方法，540nm 波長處吸光度不經(jīng)任何校正，直接用于定量分析；“雙波長法”表示參考文獻(xiàn)[1]的定量方法，540nm 波長處吸光度經(jīng)660nm 處吸光度校正后，再用于定量分析。以下同。

2.2 酸、顯色劑添加次序?qū)?zhǔn)確度的影響

在本研究中，當(dāng)采用各種來源的H3PO4時，先加酸后加顯色劑的超純水加標(biāo)樣品回收率介于70.5%～92.5%（包括單波長法和雙波長法結(jié)果），其中只約31%的回收率大于等于85.0%，說明先加酸導(dǎo)致準(zhǔn)確度不良的現(xiàn)象在不同來源的H3PO4中較普遍，文獻(xiàn)[3]推測酸性條件下的六價鉻，可與呈還原性的顯色劑或顯色反應(yīng)產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，使得回收率偏低；實際樣品中則存在錯綜復(fù)雜的有機(jī)物，其還原性導(dǎo)致六價鉻被還原[5]。可見，先加酸后形成強(qiáng)酸性環(huán)境，使得樣品中所含六價鉻呈現(xiàn)出氧化性，丙酮、顯色劑和顯色體系（超純水、比色管、H2SO4、H3PO4）中可能含有的還原性物質(zhì)等，均可還原樣品中六價鉻，最終導(dǎo)致回收率偏低，而實際工作中不可避免存在這些還原性物質(zhì)，因此，需要探討應(yīng)對措施。

標(biāo)準(zhǔn)方法中實驗步驟（先加酸后加顯色劑）導(dǎo)致方法準(zhǔn)確度不足，可通過先加顯色劑后加酸的實驗步驟解決，優(yōu)化后的實驗步驟可獲得良好的方法準(zhǔn)確度（回收率介于94.0%～104.5%，表1），針對純水基體的類似報道有文獻(xiàn)[3]。

3 結(jié)論

本研究對提高水質(zhì)六價鉻檢測方法準(zhǔn)確度和精密度的2 種方法進(jìn)行研究，與標(biāo)準(zhǔn)方法中的操作進(jìn)行了比較分析，同時用粵東區(qū)域生態(tài)環(huán)境檢測機(jī)構(gòu)所用的16 批次國產(chǎn)H3PO4進(jìn)行了驗證。用多批次的H3PO4證明，優(yōu)化后的實驗步驟（先加顯色劑后加酸）和雙波長法可有效提高方法的精密度和準(zhǔn)確度，方法值得推廣使用。