二苯碳酰二肼分光光度法測定養殖海水中六價鉻幾種條件比較

王璐 許巖 尚宏鑫

摘要：通過標準曲線、定量限、準確度、精密度和加標回收率等試驗比較不同條件對二苯碳酰二肼分光光度法測定養殖海水中六價鉻含量的試驗結果的影響。結果顯示：從定量限、準確度、精密度和加標回收率等角度綜合考慮，3種曲線配制基底、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足試驗要求，準確度高，重現性好。但從操作簡單和經濟環保方面考慮，以水配制標準曲線的方式及含乙醇顯色劑的應用更加適用于養殖海水中六價鉻測定，值得推廣使用。

關鍵詞：六價鉻;分光光度法;二苯碳酰二肼;標準曲線;顯色劑;酸體系;養殖海水

中圖分類號：X703 ? ? ? ?文獻標識碼：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

隨著社會經濟的迅速發展，鉻及其化合物作為重要的化工原料廣泛應用于工業生產，鉻化合物的消費量每年都在增加，在生產過程中不可避免地產生大量含鉻廢水[1]，可能會進入海洋從而引起海洋水質的污染和破壞。鉻含有多種價態，主要以+3和+6價態存在，其毒性與存在價態有關[2]，通常認為六價鉻的毒性比三價鉻高100倍[3]，一方面，過量鉻進入海洋，會在海洋生物體內聚集[4]，對其繁殖、生長等過程產生危害作用，引起中毒和死亡。嚴重影響了海洋產業發展，而且六價鉻對環境造成的危害具有持久性，很難消除。另一方面，過量鉻隨著食物鏈進入人體，危害人類自身健康[5]，損害肝腎循環，甚至嚴重損害神經組織[6-9]，尤其對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，首先就是能夠準確地測得其含量。因此對六價鉻的準確測定在生態環境監測工作中具有重要意義。目前，六價鉻已作為水和廢水例行監測中的一項重要指標，是第一類污染物。六價鉻的測定有多種方法，二苯碳酰二肼分光光度法因具備干擾少、操作簡單、靈敏度高、適用范圍廣、線性范圍寬等特點，被作為測定水質六價鉻的的經典方法和常用方法[12]。但方法適用范圍主要以地表水、地下水和工業廢水為主，不包括海水。本文將參考水質六價鉻的測定-二苯碳酰二肼分光光度法（GB7467-87）、生活飲用水標準檢驗方法-六價鉻（GBT5750.6-2006）和地下水質檢驗方法-二苯碳酰二肼分光光度法測定鉻（DZ-T 0064.17-1993）等，利用二苯碳酰二肼分光光度法對養殖海水中六價鉻含量進行測定，并對試驗中不同曲線配制基底、顯色劑及酸體系條件下結果進行比較，希望為養殖海水中六價鉻含量的測定和條件優化提供技術支撐。

其原理為：在酸性溶液中，具有強氧化性的六價鉻會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和六價鉻的還原產物三價鉻發生反應生成紫紅色絡合物，在540 nm波長處有最大吸收，從而實現養殖海水樣中六價鉻的測定。

1 ?研究方法

1.1 ?儀器與試劑

1.1.1 ?儀器

上海光譜723型可見分光光度計。

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，均為優級純，購自天津市科密歐化學試劑有限公司。測定過程中，除另有說明外，試驗中所使用的水均為超純水，所有試劑不含鉻。六價鉻單元素標準溶液（GBW（E）080257）來自中國計量科學研究院。水質六價鉻標準樣品（GSB 07-3174-2014）來自原環境保護部標準樣品研究院。

1.2 ?顯色劑配制

4種顯色劑配制方法見表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 ?標準曲線

取13組7支50 mL具塞比色管，分別準確移取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倍的六價鉻單元素標準溶液加入其中，第1組用市售無鉻海水、第2組用人工海水、第3～13組用水稀釋至標線，制備一系列濃度范圍的含六價鉻標準溶液。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組標液搖勻，5～10分鐘后，在540 nm波長處，用30 mm比色皿，以水為參比，測定吸光度值，扣除空白試驗測得的吸光度后得到試驗標準曲線1～13;具體如表2所示。

其中，人工海水配制方法：稱取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 ?六價鉻含量測定

1.4.1 ?定量限

連續測定試劑空白10次，依據測量值標準差3倍與標準曲線斜率比值所對應的濃度確定定量限。

1.4.2 ?準確度和精密度

對水質六價鉻標準樣品（GSB 07-3174-2014）進行測定，重復試驗6次。根據得到的樣品測試值，與標準值進行比較，計算相對誤差和相對標準偏差（RSD），對試驗準確度和精密度進行考量。

1.4.3 ?樣品測試及加標回收率試驗

對多份養殖海水樣品進行測定，并進行加標回收試驗，加標量為0.02 mg/L，重復試驗6次，計算加標回收率。

2 ?結果與討論

2.1 ?線性關系

13組試驗中各ρ（六價鉻）吸光度及線性方程見表3。13組ρ（六價鉻）在0～0.12 mg/L內，不同濃度值對應的吸光度響應趨勢一致，擬合曲線后，均呈良好線性關系，相關系數均達到0.99以上。由表3中曲線1～3可知，3種曲線配制基底對所得曲線的差異性不大，結果令人滿意;曲線3～7可知，5種顯色劑條件下均可以得到較為理想的曲線方程;曲線3、曲線5和曲線8～13可知，試驗選擇的不同酸體系都可以比較理想的提供反應酸環境，但同樣反應時間條件下，顯色終點存在一定差異性，如醋酸體系下，吸光度值略低。試驗對醋酸反應時間做適當加長后再次測定，吸光度值與其他酸體系比較一致。

2.2 ?六價鉻含量測定

2.2.1 ?定量限

對不同曲線配制基底和不同顯色劑條件下連續測定試劑空白10次結果和定量限見表4。7組試驗方法定量限均在0.0015 mg/L左右，基本一致。

2.2.2 ?準確度和精密度

按試驗方法測定六價鉻標準樣品，13組數據結果列于表5中。由表5可得，測定結果均吻合于標準值范圍內，并且相對標準偏差（RSD）均不超過5%，滿足準確度和精密度的要求。

2.2.3 ?加標回收率

加標回收率試驗結果見表6。由表6可見，不同曲線配制基底（組1～3）及不同顯色劑（組3～7）條件下的試驗加標回收率均達到90%以上，在可接受范圍內，說明試驗測試結果比較理想。不同酸體系試驗中，除磷酸、高氯酸和醋酸的加標回收率較低，不符合要求外，其余組加標回收率符合要求;同一實際樣品測試中，鹽酸體系測試值偏低，醋酸測試值偏高，其他組測試值較為接近。

3 ?結論

試驗從定量限、準確度、精密度和加標回收率等角度綜合考慮，3種曲線配制基底、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足試驗要求，準確度高，重現性好。但從操作簡單和經濟環保方面考慮，以水配制標準曲線的方式及含乙醇顯色劑的應用更加適用于養殖海水中六價鉻測定，值得推廣使用。

參考文獻

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