全自動間斷化學分析儀測定地表水中的六價鉻

郭永童

（珠江流域水環境監測中心 廣東廣州 510611）

引言

六價鉻是地表水環境監測中一個重要水質指標，其毒性比三價鉻高出100倍。六價鉻易被人體吸收，可通過皮膚接觸、消化系統、呼吸道及粘膜等途徑侵入人體，并在體內蓄積。科學研究表明六價鉻污染對環境與人體健康危害極大，濃度超過10ppm時對水生物有致命危害。六價鉻濃度超標的水體可致癌。六價鉻形成的化合物具有強氧化作用，會對人體的消化系統、呼吸系統、皮膚及粘膜等造成損害，嚴重者可引起肺部損害而導致癌變。所以對地表水中的六價鉻濃度加強監測是非常必要的，目前《地表水環境質量標準》對地表水水域各類水質六價鉻濃度都有明確限值，《生活飲用水衛生標準》規定飲用水中六價鉻濃度最高限值為0.05mg/L。

SmartChem200全自動間斷化學分析儀工作原理實際上是間隔流動分析（segmented flow analysis，SFA），也稱為連續流動分析（continuous flow analysis，CFA），是完全模擬人工比色法，將比色分析法自動化、減少人工的一種分析測試手段。分析儀器將樣品、試劑和顯色劑加入比色皿中產生顏色反應，樣品濃度與顏色成正比關系，由比色計檢測透光強度，得到相應的峰值吸光度，再通過標準曲線自動計算得到相應的濃度。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

Smartchem200全自動間斷化學分析儀（法國Alliance集團公司），萬分之一電子天平（Mettler Toledo）；0.45μm濾膜過濾裝置。

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容量瓶內，用蒸餾水稀釋定容，必要時將配好試劑過濾使用。

六價鉻標準工作液：0.2mg/L。

實驗所用試劑均為分析純，實驗用水為二次蒸餾水。

1.2 樣品處理方法

樣品應用玻璃瓶采集。采集時，加入氫氧化鈉，調節樣品pH值約為8，并在采集后盡快測定，不要超過24h。

一般樣品經0.45μm的濾膜裝置處理后測定。對于混濁、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節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。將此溶液轉移至100ml容量瓶中，用水稀釋至標線。用慢速濾紙干過濾，棄去10～20ml初濾液，取其中50.0ml濾液供測定。

1.3 實驗原理及方法

在酸性溶液中，六價鉻與二苯碳酰二肼反應生成紫紅色化合物，于波長550nm處進行分光光度測定。

全自動間斷化學分析儀配備自動稀釋母液的功能，將配好的標準母液和相應的反應試劑置于儀器對應的試劑位，根據實驗配制工作曲線要求，在儀器操作系統界面輸入相應的稀釋倍數，就可以得到分析需要的標準系列溶液，接著啟動儀器分析功能，開始按序自動分析樣品。

1.4 分析參數設置

分析參數有濾光片波長、樣品量、試劑量、延遲時間和讀數時間，各項目具體參數見表1。

表1 全自動間斷化學分析儀六價鉻分析參數

2 結果與討論

2.1 線性關系、檢出限和精密度

按照實驗方法及儀器功能，Smartchem200全自動間斷化學分析儀可自動配制濃 度為 0.00、0.005、0.01、0.02、0.05、0.08、0.10mg/L的六價鉻標準溶液，六價鉻濃度在0.01～0.10mg/L范圍內呈良好的線性相關，線性回歸方程為Y=0.3204X-0.0002，相關系數為0.9995，方法檢出限為0.001mg/L，校正曲線如圖1所示。實驗重復測定了六價鉻的標準參考物質（GBW（E）080197），實驗結果RSD（%）為1.03%，測定結果為0.251mg/L，在標準物質0.258±0.013 mg/L 范圍內。

圖1 校正曲線

2.2 回收率實驗

應用全自動間斷化學分析儀進行加標。結果表明，加標回收率多在90.6%～101%（見表2）之間，均在實驗室加標回收率合格范圍內。如表2所示。

表2 地表水樣品加標回收率

2.3 標準加入法和標準曲線法結果對比

標準加入法，又稱標準增量法，是在數份樣品溶液中加入不等量的標準溶液，按照繪制標準曲線的步驟測定吸光度，用外推法求得樣品溶液的濃度?？捎糜跈z驗樣品中是否存在干擾物質，是檢驗儀器準確度的一種有效測試方法。

在水樣中加入 0.01、0.02、0.04、0.06、0.08 mg/L 的六價鉻標準溶液，將其響應值繪制出擬合曲線，得出待測組分濃度為0.0029mg/L，由對比可知，各項目標準加入法與標準曲線法偏差在10%內，說明儀器測定樣品準確度較高。結果如表3所示。

表3 標準加入法與標準曲線法對比結果

結語

采用全自動間斷化學分析儀對地表水中的六價鉻進行測定，其標準曲線在測定質量濃度范圍內相關系數為0.999以上，檢出限為0.001 mg/L，加標回收率在90.6%～101%。該方法分析便利、結果準確，可適用于大批量地表水樣品六價鉻的分析。