全自動水質分析儀快速檢測地表水中六價鉻

鄭秋蕾 顏坤 閻鳳東 孫占成 王冰

摘要：新型Thermo Scientific Gallery全自動水質分析儀是一套綜合性的全自動快速分析系統，在水樣檢測中可自動完成加樣、稀釋、空白讀取、試劑填加、顯色反應、比色讀值等步驟，并可自動生成校準曲線及對數據進行分析處理。本次試驗使用該儀器檢測地表水中的六價鉻含量，測定該方法的檢出限、回收率和精密度，并與二苯碳酰二肼分光光度法作樣品比對，結果具有一致性。檢測結果表明該檢測方法適用于批量水樣六價鉻含量的快速測定。

關鍵詞：全自動水質分析儀;六價鉻;分光光度法

中圖分類號：X83 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.080

Abstract： The new Thermo Scientific Gallery automatic water quality analyzer is a comprehensive automatic rapid analysis system that can automatically perform sample loading， dilution， blank reading， reagent filling， color reaction， colorimetric in water sample detection. Read the values and other steps， and automatically generate a calibration curve and analyze the data. In this test， the instrument was used to detect the hexavalent chromium content in surface water， and the detection limit， recovery and precision of the method were determined， and compared with diphenylcarbazide spectrophotometry， the results were consistent. The test results show that the test method is suitable for rapid determination of hexavalent chromium content in batch water samples.

Key words： Automatic water quality analyzer; Hexavalent chromium; Spectrophotometry

國內冶金和化學工業生成的鉻渣是六價鉻的主要來源，隨著其流失擴散對生態環境構成污染危害。未經處理的鉻渣置于自然環境中，經雨水沖刷后大量的六價鉻離子隨雨水溶滲、流失、滲入地表，污染江河、湖泊及地下水源，從而危害農田、水產和人體健康。六價鉻作為水質中的主要污染物，其含量是地表水、地下水水質監測中的重要項目。

水質六價鉻常用的檢測方法是二苯碳酰二肼分光光度法，該方法操作繁瑣，檢測耗時長，需要大量試劑耗材，且數據分析復雜。全自動水質分析儀基于紫外分光光度法原理，集合機械式移液針和自動化裝置，代替手工完成加樣、加試劑、攪拌、比色等多個步驟，適用于地表水水質樣品的批量樣本快速檢測。

本試驗采用GB/T7467-1987中六價鉻的測定方法，測試了全自動水質分析儀的檢出限、精密度和加標回收率，驗證了其準確性及穩定性，并與二苯碳酰二肼分光光度法進行了樣品比對。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

全自動水質分析儀（Thermo Scientific Gallery），賽默飛世爾科技（中國）有限公司;容量瓶、移液管等玻璃容器;精密天平等。

1.2 試劑與耗材

1.2.1 試劑 二苯碳酰二肼溶液—顯色劑

賽默飛公司配備的六價鉻專用檢測試劑。

手工制備：移取5mL濃硫酸（98%w/w）小心稀釋到60mL去離子水中，冷卻至室溫后100mL容量瓶定容。準確稱取0.25g二苯碳酰二肼， 先用15mL異丙醇溶解，最后轉移到100mL容量瓶，使用硫酸水溶液定容至刻度，棕色瓶避光保存，發生變色后失效。

1.2.2 六價鉻標準溶液

藥品：重鉻酸鉀，分子式 K2Cr2O7 分子量 294.19;

準確稱取干燥好的重鉻酸鉀0.2828g于1000mL容量瓶中，用蒸餾水定容。塑料容器2-8℃保存可穩定至少6個月;

六價鉻標準溶液-3.00mg/L（以Cr6+計）;

移取3mL六價鉻儲存溶液于100mL容量瓶去離子水稀釋定容后。

1.3 檢測原理

在酸性條件下，六價鉻離子與二苯碳酰二肼反應生成紫紅色化合物，該反應很靈敏，540nm波長下的摩爾吸光度約為40000L/g.cm，對六價鉻離子幾乎是專一反應，根據校準曲線即可計算樣品中六價鉻的含量。

1.4 實驗方法

1.4.1 定標

定標范圍0.05～1.0mg/L，系列濃度為0（去離子水）、0.05mg/l、0.10mg/l、0.20mg/l、0.50mg/l、1.00mg/l，使用配備好的3.00mg/L（以Cr6+計）六價鉻標準溶液，采用儀器自動稀釋定標。校準結果滿足判定系數（R2）大于等于0.998時采用校準曲線。

1.4.2 檢測流程

取樣品120?L額外 60?L，使用額外清洗模式洗針，孵育18s;

測定樣品本底空白吸光度;

加入40 ?L額外20?L，孵育360s;

分液總體積：160μL。在540nm測定顯色后樣品溶液吸光度。

六價鉻含量超過標準曲線上限的樣品，儀器設置對其進行自動稀釋5倍后復測，達到擴大樣品含量檢測范圍的目的。

1.4.3 樣品測定

將待測樣品倒入樣品杯中，放入帶有條碼的樣品架上置于檢測儀中，選擇合格的校準曲線，及對應的檢測方法和次數進行測定，實驗結束后顯示結果，手動或自動接受后可提取完整實驗數據。

2 結果與討論

2.1 校準曲線

儀器按照0、0.05mg/L、0.10mg/L、0.20mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L的校準品濃度，進行六價鉻檢測方法校準。校準類型：線性，相關系數R2=0.9997，總因數為2.007，標準曲線如下圖所示：

2.2 檢出限

根據《地表水和污水監測技術規范》中規定的方法檢出限計算公式： MDL = 3.143δ（δ為對同一樣本重復測定至少7次的SD），取空白水樣檢測得到14個測定結果，計算其平均值、標準偏差、檢出限等各項參數。詳見表1。

2.3 回收率

對已知濃度為0.150mg /L、0.200mg /L、0.300 mg /L 三個樣品進行加標實驗，加標量分別為0.300mg /L 、0.400mg /L、0.500mg /L，計算回收率見表2。結果表明，該方法對六價鉻檢測的加標回收率在99.3%～104%之間。

2.4 精密度

選取三份水樣樣本，用該方法分別進行7次連續的重復測定，計算平均值、標準偏差及相對標準偏差，結果見表3。表明該方法產生的隨機誤差較小，能夠滿足實驗室檢測的穩定性和可靠性要求。

2.5 比對試驗

對質控樣品和地表水樣品進行了全自動水質分析儀器法和二苯碳酰二肼分光光度法的比對實驗，測定數據具有一致性，結果如表4 所示。

3 結論

六價鉻作為有毒重金屬，其含量是水質和環境檢測中一項重要的指標，Gallery全自動工業分析儀基于手工分光光度計方法實現自動化流程，可滿足對低濃度六價鉻樣本的檢測，準確度好、靈敏度高，能夠滿足地表水檢測的要求。在實驗操作中，試劑可使用配備的專業試劑，也可手工配制，具有靈活可操作性;樣品量使用微量，減少了樣品采集量，極大地降低了檢測成本，節省人力物力，避免了操作過程帶來的人為誤差，為水質檢測和環境保護部門提供了一種方便、有效的新技術。它實現了檢測過程的自動化、標準化和信息化，改善了實驗室傳統流程，提高了工作效率，適用于大批量樣本的快速檢測，對水環境樣品檢測具有重要意義。

參考文獻

[1]水和廢水監測分析方法編委會編.水和廢水監測分析方法（第四版）[M].北京：中國環境科學出版社，2002.

[2]GB/T 7467-1987，水質-六價鉻的測定-二苯碳酰二肼分光光度法[S].

[3]HJ/T91-2002，地表水和污水監測技術規范[S].

[4]楊愿愿.水環境中污水示蹤有機化合物的研究與應用[D].廣州：中國科學院大學（中國科學院廣州地球化學研究所），2018.

收稿日期：2019-02-25

作者簡介：鄭秋蕾（1988-），女，漢族，碩士，研究方向為環境監測。