流動(dòng)注射分光光度法測定水中六價(jià)鉻

韓永輝，侯博，童雙祖，周春雨

（1.青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心，西寧 810000；2.青海持正工程技術(shù)有限公司，西寧 810000）

隨著社會經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，水環(huán)境污染問題時(shí)有發(fā)生，而六價(jià)鉻是水體毒理性檢測中的必測項(xiàng)目[1]，對其能準(zhǔn)確、快速定量分析至關(guān)重要。因?yàn)榱鶅r(jià)鉻會導(dǎo)致水生生物死亡，人若接觸會引起皮膚炎癥和濕疹，若誤飲會引起嘔吐、腹痛，過量時(shí)會損害肝臟和腎臟，導(dǎo)致胃潰瘍甚至?xí)猩ｋU(xiǎn)[2?3]。

通常水中六價(jià)鉻的測定方法是分光光度法[4?5]，在測定過程中實(shí)驗(yàn)人員接觸有毒有害物質(zhì)時(shí)間較久，分析時(shí)間較長，測定結(jié)果受人為因素影響較大。而采用全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀分析具有分析快捷、操作簡單、精密度高、自動(dòng)進(jìn)樣、試劑損耗少等優(yōu)點(diǎn)。在全自動(dòng)流動(dòng)注射分光光度法[6?13]測定水中六價(jià)鉻的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，溶解顯色劑二苯碳酰二肼的溶劑是丙酮。眾所周知，丙酮是一種化學(xué)性質(zhì)較活潑、極度易燃且具有刺激性氣味的有機(jī)物，長期接觸會出現(xiàn)眩暈、灼燒感、咽炎、支氣管以及皮膚炎癥，還會對人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生麻醉作用，出現(xiàn)乏力、惡心、頭痛、頭暈等癥狀。在日常測試過程中，難免會有丙酮揮發(fā)出來，對實(shí)驗(yàn)人員的身體健康形成不小的損害[14?15]。無水乙醇作為一種有機(jī)溶劑，其毒性少，成本低廉且對實(shí)驗(yàn)人員的身體損害較小、對環(huán)境友好。筆者采用無水乙醇替代丙酮溶解二苯碳酰二肼，方法精密度和準(zhǔn)確度能夠滿足要求。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀：BDFIA-8000型，北京寶德儀器有限公司。

超聲波清洗器：KQ-500V 型，昆山市超聲儀器有限公司。

循環(huán)水式多用真空泵：SHZ-D（ΙΙΙ）型，河南省予華儀器有限公司。

二苯碳酰二肼：分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。

重鉻酸鉀：優(yōu)級純，上海阿拉丁生化科技有限公司。

無水乙醇：分析純，天津市百世化工有限公司。

丙酮：光譜純，上海安普有限公司。

硫酸：分析純，白銀良友化學(xué)試劑有限公司。

磷酸：分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司。

水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品：（1）水質(zhì) 六價(jià)鉻，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號為BY400024 B1912134，六價(jià)鉻質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)值為（75.4±5.1）μg/L；（2）水質(zhì) 六價(jià)鉻，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號為BY400024 B1908010，六價(jià)鉻質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)值為（80.3±8）μg/L；（3）水質(zhì) 六價(jià)鉻，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號為BY400024 B2003205，六價(jià)鉻質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)值為（0.206±0.015）mg/L，壇墨質(zhì)檢科技股份有限公司。

實(shí)驗(yàn)用水均為新制備的去離子水。

1.2 溶液配制

二苯碳酰二肼乙醇溶液：0.4 g/L，將40 mL硫酸和40 mL 磷酸緩慢加入600 mL 水中，冷卻，制得硫酸-磷酸混合溶液。稱取0.40 g二苯碳酰二肼，溶于200 mL 無水乙醇中，攪拌直至完全溶解，然后將其與硫酸-磷酸混合溶液混合，并轉(zhuǎn)移至1 000 mL 容量瓶中，用水定容至標(biāo)線，搖勻，貯于棕色瓶中。

二苯碳酰二肼丙酮溶液：將40 mL 硫酸和40 mL 磷酸緩慢加入600 mL 水中，冷卻，制得硫酸-磷酸混合溶液。稱取0.40 g 二苯碳酰二肼，溶于200 mL 丙酮中，攪拌直至完全溶解，然后將其與硫酸-磷酸混合溶液混合，并轉(zhuǎn)移至1 000 mL 容量瓶中，用水定容至標(biāo)線，搖勻，貯于棕色瓶中。

六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)儲備液：100 mg/L，精密稱取0.141 5 g重鉻酸鉀，置于250 mL燒杯中，用水溶解，轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，用水定容至標(biāo)線，搖勻。

六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)中間液：取適量六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)儲備液，加入到容量瓶，用去離子水逐漸稀釋至1.0 mg/L。

六價(jià)鉻系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：分別移取六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液0.0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50 mL到100 mL容量瓶，用去離子水定容到標(biāo)線，配制成質(zhì)量濃度分別為0.00、0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mg/L 的六價(jià)鉻系列標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.3 儀器工作參數(shù)

洗針時(shí)間：10 s；峰寬：50 s；到達(dá)閥時(shí)間：50 s；樣品周期：90 s；出峰時(shí)間：22 s；進(jìn)載流時(shí)間：20 s；積分時(shí)長：50 s；蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速：35 r/min；進(jìn)樣時(shí)間：50 s；積分開始時(shí)間：0 s；注射時(shí)間：65 s。

1.4 實(shí)驗(yàn)步驟

將2 mL的樣品注入連續(xù)流動(dòng)的酸性載液中，樣品與顯色劑在反應(yīng)模塊中按特定比例（1∶1）混合反應(yīng)，樣品中的六價(jià)鉻與二苯碳酰二肼反應(yīng)生成紫紅色絡(luò)合物，進(jìn)入檢測流通池，于540 nm 波長處比色測定吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 顯色溶劑的優(yōu)化

國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7467-87和國家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)HJ 908—2017均選擇二苯碳酰二肼比色法測定水質(zhì)中六價(jià)鉻，均選用丙酮作為二苯碳酰二肼的溶劑，丙酮有毒危害身體健康，且GB 7467-87 方法硫酸、磷酸、顯色劑需要分開加入，實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長；地下水質(zhì)檢測方法 DZ/T 0064.17—2021 選用無水乙醇作為二苯碳酰二肼的溶劑，但需要調(diào)節(jié)水樣pH，對分光光度計(jì)也特殊要求，需要使用3 cm比色皿。綜合考慮以上情況，采用無水乙醇作為試劑，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

2.2 線性關(guān)系

取空白試樣及0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mg/L 的六價(jià)鉻系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液分別進(jìn)行測定，以吸光度（峰面積）為橫坐標(biāo)，以六價(jià)鉻溶液質(zhì)量濃度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)行線性回歸，得線性方程為y=0.000 8x-0.000 2，相關(guān)系數(shù)r=0.999 9，表明該方法線性關(guān)系良好。

2.3 方法檢出限

根據(jù)環(huán)境監(jiān)測分析方法標(biāo)準(zhǔn)制訂技術(shù)導(dǎo)則（HJ 168—2020），取0.002 mg/L的六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液，平行測定7次，結(jié)果列于表1。由表1數(shù)據(jù)計(jì)算得方法檢出限為0.000 3 mg/L，低于環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì) 六價(jià)鉻的測定 流動(dòng)注射-二苯碳酰二肼光度法》（HJ 908—2017）以丙酮為顯色劑溶劑時(shí)的檢出限（0.001 mg/L），表明該方法分析靈敏度有所提高。

表1 檢出限試驗(yàn)結(jié)果

2.4 準(zhǔn)確度和精密度試驗(yàn)

分別取低、中、高三個(gè)不同濃度的水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品；另外用六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液分別配制低、中、高三種不同濃度的溶液：（1）1#樣品，0.05 mg/L；（2）2#樣品，0.10 mg/L；（3）3#樣品，0.20 mg/L，利用該方法平行測定6 次，測定結(jié)果列于表2。由表2 數(shù)據(jù)可知，標(biāo)準(zhǔn)樣品和自制樣品測定值的相對誤差為0.15%～2.77%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.14%～1.54%。水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品測定值均在標(biāo)準(zhǔn)推薦值范圍之內(nèi)，表明該方法精密度、準(zhǔn)確度良好。

表2 樣品測定結(jié)果

2.5 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)

對兩個(gè)不同濃度的實(shí)際樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，測定結(jié)果見表3。由表3 可知，樣品加標(biāo)回收率為98.7%～101%，測定準(zhǔn)確度滿足分析要求。

表3 樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

2.6 比對試驗(yàn)

用兩種不同溶劑的顯色劑乙醇-二苯碳酰二肼顯色劑和丙酮-二苯碳酰二肼顯色劑，按照儀器條件對水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣品平行測定6次，進(jìn)行對比試驗(yàn)，測定結(jié)果見圖1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用乙醇-二苯碳酰二肼顯色劑比用丙酮-二苯碳酰二肼顯色劑的實(shí)驗(yàn)測定值數(shù)值重現(xiàn)性更好，完全可以在實(shí)驗(yàn)中用無水乙醇代替丙酮作為顯色劑的溶劑。

圖1 兩種顯色劑水質(zhì)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品測定值

3 結(jié)語

利用全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀測定水中六價(jià)鉻，用無水乙醇替代丙酮作為溶劑是可行的。該方法靈敏度更高，精密度更好，準(zhǔn)確度滿足分析要求。用無水乙醇代替丙酮可以降低對實(shí)驗(yàn)人員身體健康的損害，且成本低廉，有推廣價(jià)值。