二苯碳酰二肼分光光度法測(cè)定養(yǎng)殖海水中六價(jià)鉻幾種條件比較

王璐 許巖 尚宏鑫

摘要：通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)、定量限、準(zhǔn)確度、精密度和加標(biāo)回收率等試驗(yàn)比較不同條件對(duì)二苯碳酰二肼分光光度法測(cè)定養(yǎng)殖海水中六價(jià)鉻含量的試驗(yàn)結(jié)果的影響。結(jié)果顯示：從定量限、準(zhǔn)確度、精密度和加標(biāo)回收率等角度綜合考慮，3種曲線(xiàn)配制基底、4種顯色劑及除磷酸、鹽酸、高氯酸和醋酸以外的4種酸體系的使用都可以很好地滿(mǎn)足試驗(yàn)要求，準(zhǔn)確度高，重現(xiàn)性好。但從操作簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)環(huán)保方面考慮，以水配制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的方式及含乙醇顯色劑的應(yīng)用更加適用于養(yǎng)殖海水中六價(jià)鉻測(cè)定，值得推廣使用。

關(guān)鍵詞：六價(jià)鉻;分光光度法;二苯碳酰二肼;標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn);顯色劑;酸體系;養(yǎng)殖海水

中圖分類(lèi)號(hào)：X703 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

Abstract： Marine environmental pollution is a practical problem that people have to face. Pollutant monitoring is the first step to control pollution. Hexavalent chromium is a kind of pollutant which is poisonous and harmful to human body， and its detection is very necessary. In this paper， the determination of hexavalent chromium in cultured seawater by dibenzoyl hydrazine spectrophotometric method was studied， mainly through the standard curve， limit of quantification， accuracy， precision and standard recovery test， to study the influence of different conditions on the test results. From the perspective of limit of quantification， accuracy， precision and spiked recovery， the three curve preparation bases， four color developing agents and four acid systems except phosphoric acid， hydrochloric acid， perchloric acid and acetic acid can meet the test requirements well， with high accuracy and good reproducibility. However， considering the simple operation， economy and environmental protection， the method of preparing standard curve with water and the application of chromogenic agent containing ethanol is more suitable for the determination of hexavalent chromium in cultured seawater， and is worth popularizing and using.

Key words： Hexavalent chromium; Spectrophotometry; Dibenzoyl dihydrazine; Standard curve; Chromogenic agent; Acid system; Cultured seawater

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，鉻及其化合物作為重要的化工原料廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，鉻化合物的消費(fèi)量每年都在增加，在生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地產(chǎn)生大量含鉻廢水[1]，可能會(huì)進(jìn)入海洋從而引起海洋水質(zhì)的污染和破壞。鉻含有多種價(jià)態(tài)，主要以+3和+6價(jià)態(tài)存在，其毒性與存在價(jià)態(tài)有關(guān)[2]，通常認(rèn)為六價(jià)鉻的毒性比三價(jià)鉻高100倍[3]，一方面，過(guò)量鉻進(jìn)入海洋，會(huì)在海洋生物體內(nèi)聚集[4]，對(duì)其繁殖、生長(zhǎng)等過(guò)程產(chǎn)生危害作用，引起中毒和死亡。嚴(yán)重影響了海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而且六價(jià)鉻對(duì)環(huán)境造成的危害具有持久性，很難消除。另一方面，過(guò)量鉻隨著食物鏈進(jìn)入人體，危害人類(lèi)自身健康[5]，損害肝腎循環(huán)，甚至嚴(yán)重?fù)p害神經(jīng)組織[6-9]，尤其對(duì)海洋生物體攝入量較高的沿海居民而言[10-11]。為消除重金屬的這些危害，首先就是能夠準(zhǔn)確地測(cè)得其含量。因此對(duì)六價(jià)鉻的準(zhǔn)確測(cè)定在生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作中具有重要意義。目前，六價(jià)鉻已作為水和廢水例行監(jiān)測(cè)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是第一類(lèi)污染物。六價(jià)鉻的測(cè)定有多種方法，二苯碳酰二肼分光光度法因具備干擾少、操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、適用范圍廣、線(xiàn)性范圍寬等特點(diǎn)，被作為測(cè)定水質(zhì)六價(jià)鉻的的經(jīng)典方法和常用方法[12]。但方法適用范圍主要以地表水、地下水和工業(yè)廢水為主，不包括海水。本文將參考水質(zhì)六價(jià)鉻的測(cè)定-二苯碳酰二肼分光光度法（GB7467-87）、生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法-六價(jià)鉻（GBT5750.6-2006）和地下水質(zhì)檢驗(yàn)方法-二苯碳酰二肼分光光度法測(cè)定鉻（DZ-T 0064.17-1993）等，利用二苯碳酰二肼分光光度法對(duì)養(yǎng)殖海水中六價(jià)鉻含量進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)試驗(yàn)中不同曲線(xiàn)配制基底、顯色劑及酸體系條件下結(jié)果進(jìn)行比較，希望為養(yǎng)殖海水中六價(jià)鉻含量的測(cè)定和條件優(yōu)化提供技術(shù)支撐。

其原理為：在酸性溶液中，具有強(qiáng)氧化性的六價(jià)鉻會(huì)將二苯碳酰二肼氧化成為二苯縮二氨基脲，而新生成的二苯縮二氨基脲則繼續(xù)和六價(jià)鉻的還原產(chǎn)物三價(jià)鉻發(fā)生反應(yīng)生成紫紅色絡(luò)合物，在540 nm波長(zhǎng)處有最大吸收，從而實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖海水樣中六價(jià)鉻的測(cè)定。

1 ?研究方法

1.1 ?儀器與試劑

1.1.1 ?儀器

上海光譜723型可見(jiàn)分光光度計(jì)。

1.1.2 ?試劑

硫酸、磷酸、鹽酸、高氯酸、硝酸、醋酸、二苯碳酰二肼、丙酮、95%乙醇、氯化鈉、七水合硫酸鎂、碳酸氫鈉，均為優(yōu)級(jí)純，購(gòu)自天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。測(cè)定過(guò)程中，除另有說(shuō)明外，試驗(yàn)中所使用的水均為超純水，所有試劑不含鉻。六價(jià)鉻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（GBW（E）080257）來(lái)自中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院。水質(zhì)六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)樣品（GSB 07-3174-2014）來(lái)自原環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究院。

1.2 ?顯色劑配制

4種顯色劑配制方法見(jiàn)表1。顯色劑稀釋定容搖勻后，貯存于棕色瓶，放置于冰箱中。色變深后，不能使用。其中，顯色劑C的稀釋液體為混合酸，需要注意其配制方式，首先將50 mL硫酸緩緩倒入100 mL水中，冷卻后，再加入50 mL磷酸。

1.3 ?標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

取13組7支50 mL具塞比色管，分別準(zhǔn)確移取0 mL，0.20 mL，0.50 mL，1.0 mL，2.0 mL，4.0 mL和6.0 mL已稀釋100倍的六價(jià)鉻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液加入其中，第1組用市售無(wú)鉻海水、第2組用人工海水、第3～13組用水稀釋至標(biāo)線(xiàn)，制備一系列濃度范圍的含六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液。第1～4組加入0.5 mL硫酸溶液（1+1）和0.5 mL磷酸溶液（1+1），搖勻之后第1～3組加入2.0 mL顯色劑A，第4組加入2.0 mL顯色劑B;第5組加入1.0 mL硫酸磷酸混合酸溶液（1+1+2），搖勻之后加入2.0 mL顯色劑A;第6、7組直接分別加入2.0 mL顯色劑C和D;第8～13組分別加入1.0 mL硫酸溶液（1+1）、磷酸溶液（1+1）、鹽酸溶液（1+1）、高氯酸溶液（1+1）、硝酸溶液（1+1）、醋酸溶液（1+1），搖勻之后加入2.0 mL顯色劑A;將13組標(biāo)液搖勻，5～10分鐘后，在540 nm波長(zhǎng)處，用30 mm比色皿，以水為參比，測(cè)定吸光度值，扣除空白試驗(yàn)測(cè)得的吸光度后得到試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)1～13;具體如表2所示。

其中，人工海水配制方法：稱(chēng)取31.0 g氯化鈉、10 g七水合硫酸鎂和0.5 g碳酸氫鈉溶于水中，稀釋至1 L，避光陰涼處保存。

1.4 ?六價(jià)鉻含量測(cè)定

1.4.1 ?定量限

連續(xù)測(cè)定試劑空白10次，依據(jù)測(cè)量值標(biāo)準(zhǔn)差3倍與標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)斜率比值所對(duì)應(yīng)的濃度確定定量限。

1.4.2 ?準(zhǔn)確度和精密度

對(duì)水質(zhì)六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)樣品（GSB 07-3174-2014）進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)試驗(yàn)6次。根據(jù)得到的樣品測(cè)試值，與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，計(jì)算相對(duì)誤差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），對(duì)試驗(yàn)準(zhǔn)確度和精密度進(jìn)行考量。

1.4.3 ?樣品測(cè)試及加標(biāo)回收率試驗(yàn)

對(duì)多份養(yǎng)殖海水樣品進(jìn)行測(cè)定，并進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，加標(biāo)量為0.02 mg/L，重復(fù)試驗(yàn)6次，計(jì)算加標(biāo)回收率。

2 ?結(jié)果與討論

2.1 ?線(xiàn)性關(guān)系

13組試驗(yàn)中各ρ（六價(jià)鉻）吸光度及線(xiàn)性方程見(jiàn)表3。13組ρ（六價(jià)鉻）在0～0.12 mg/L內(nèi)，不同濃度值對(duì)應(yīng)的吸光度響應(yīng)趨勢(shì)一致，擬合曲線(xiàn)后，均呈良好線(xiàn)性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.99以上。由表3中曲線(xiàn)1～3可知，3種曲線(xiàn)配制基底對(duì)所得曲線(xiàn)的差異性不大，結(jié)果令人滿(mǎn)意;曲線(xiàn)3～7可知，5種顯色劑條件下均可以得到較為理想的曲線(xiàn)方程;曲線(xiàn)3、曲線(xiàn)5和曲線(xiàn)8～13可知，試驗(yàn)選擇的不同酸體系都可以比較理想的提供反應(yīng)酸環(huán)境，但同樣反應(yīng)時(shí)間條件下，顯色終點(diǎn)存在一定差異性，如醋酸體系下，吸光度值略低。試驗(yàn)對(duì)醋酸反應(yīng)時(shí)間做適當(dāng)加長(zhǎng)后再次測(cè)定，吸光度值與其他酸體系比較一致。

2.2 ?六價(jià)鉻含量測(cè)定

2.2.1 ?定量限

對(duì)不同曲線(xiàn)配制基底和不同顯色劑條件下連續(xù)測(cè)定試劑空白10次結(jié)果和定量限見(jiàn)表4。7組試驗(yàn)方法定量限均在0.0015 mg/L左右，基本一致。

2.2.2 ?準(zhǔn)確度和精密度

按試驗(yàn)方法測(cè)定六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)樣品，13組數(shù)據(jù)結(jié)果列于表5中。由表5可得，測(cè)定結(jié)果均吻合于標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，并且相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）均不超過(guò)5%，滿(mǎn)足準(zhǔn)確度和精密度的要求。

2.2.3 ?加標(biāo)回收率

加標(biāo)回收率試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。由表6可見(jiàn)，不同曲線(xiàn)配制基底（組1～3）及不同顯色劑（組3～7）條件下的試驗(yàn)加標(biāo)回收率均達(dá)到90%以上，在可接受范圍內(nèi)，說(shuō)明試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果比較理想。不同酸體系試驗(yàn)中，除磷酸、高氯酸和醋酸的加標(biāo)回收率較低，不符合要求外，其余組加標(biāo)回收率符合要求;同一實(shí)際樣品測(cè)試中，鹽酸體系測(cè)試值偏低，醋酸測(cè)試值偏高，其他組測(cè)試值較為接近。

3 ?結(jié)論

試驗(yàn)從定量限、準(zhǔn)確度、精密度和加標(biāo)回收率等角度綜合考慮，3種曲線(xiàn)配制基底、4種顯色劑及除磷酸、鹽酸、高氯酸和醋酸以外的4種酸體系的使用都可以很好地滿(mǎn)足試驗(yàn)要求，準(zhǔn)確度高，重現(xiàn)性好。但從操作簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)環(huán)保方面考慮，以水配制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的方式及含乙醇顯色劑的應(yīng)用更加適用于養(yǎng)殖海水中六價(jià)鉻測(cè)定，值得推廣使用。

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