分析水環境監測中六價鉻的檢測方法與可靠性

張啟珍

（廈門水務中環污水處理有限公司排水監測站，福建 廈門 361004）

作為一種金屬元素，鉻在自然界中廣泛存在。鉻一般分布在水體、大氣、巖石、土壤中，因此水中通常含有鉻。此外，動植物體內亦有微量的鉻，但在正常情況下不會對動物機體產生影響。但鉻是一種具有明顯危害性的金屬元素，經實驗數據證實，當鉻在體內積散到一定限度時，便可以形成三價鉻、六價格。三價鉻是一種有益元素，是人體必不可少的微量元素之一。但六價鉻具有明顯的致癌性。目前，關于六價鉻對于機體的危害性，世界衛生組織已將其列為第1類致癌物。因此，必須對水質進行檢測，以確保水質中的六價鉻能夠全面去除，確保水質安全。

1 常見的檢測方法分析

1.1 原子吸收光譜法

根據原子吸收光譜法的檢測原理，可以得知在檢測過程中，對水體中的六價鉻進行有效測量。此種檢測方式具有明顯的應用特性，可以廣泛地應用于環境、食品、藥品等多領域的重金屬測定。通過原子吸光譜法，可以對水體中的微量元素以及重金屬含量進行綜合分析測定，是一種較為優越的測量方式。但此種測量方法對于常規的六價鉻檢測而言，其無法有效的精準測量出六價鉻以及三價鉻，僅能夠測量總鉻的含量。此外，在對水環境進行提前處理中，可以選擇將水體中的六價鉻通過萃取方式進行提取，利用萃取法，將水體中的六價鉻以及三價鉻的含量進行分離，實現有效萃取[1]。在實驗過程中，測定總鉻的含量，使用石墨爐原子吸收光譜法以及火焰原子吸收光譜法，可以對六價鉻進行實驗，以驗證其可行性。例如，運用火焰原子吸收法，可以測量高色度含鉻廢水中的六價鉻，利用三價鉻在弱性的條件下很容易產生沉淀的特性，可以使用聚合氯化鉬作為絮凝劑，確保六價鉻以及三價鉻能夠實現分離。在分離完畢后，額外使用火焰原子吸收法測量溶液中的六價鉻，該方法的檢測精準度可以保持在95.8%~98.2%之間。此外，為了更有效地測量水體中的六價鉻，該方法的測量原理可以使用NH3·H2O作為沉淀劑，采用良好的鎂鐵氧化物作為固體復凝劑進行沉淀。運用石墨爐原子吸收光譜法，對六價鉻進行檢測。該方法確保在0.005ug/mL濃度范圍內，其線性良好，且平均回收率高達98.9%～100%。此外，亦可以利用差值法，測量三價鉻以及總鉻的含量，以便求得六價鉻的總含量[2]。

1.2 離子體發射光譜法

通過離子體發射光譜法，離子體發射光譜法亦可以用于食品以及輕工產品中。離子體發射光譜法可以采用陰離子以及陽離子進行分析，是一種廣泛的色譜分析方法。近年來，離子光譜法在測定不同價態鉻的研究方面，取得較大進展。目前，國外學者利用離子發射光譜法，對六價鉻進行實驗，可以利用電腦檢測器測定廢水中的六價鉻，該方法的原理可以將樣品的pH值進行調節，并使pH值大于9。在高速離心后，進行取樣，以保留色譜的面積。在0mg/L~20mg/L范圍內，其具備極佳的線性關系。根據六價鉻的標準偏差，在回收率90%~100%之間。

此外，研究離子體發射光譜法中，例如檢測水中六價鉻，該方法可以將水體環境中的六價鉻進行分離，隨后選擇離子模式進行監測。在監測中，可以使用單四極桿質譜，確保線性范圍為0ug/L~100ug/L。將其整個標準偏差設定為1.27%~2.28%，整個回收率可高達100%~102%。也可以使用大體積進樣離子色譜檢測分析，應用水中六價鉻的分析方法，在原理可以使用淋洗液進行分離。通過電腦檢測，使六價鉻在一定濃度范圍內具備光譜的現象。根據線性差異進行檢測，以得到水體中六價鉻的總含量。除以上檢測方法外，目前離子發射光譜法亦可以使用抑制型離子色譜法檢測，充分檢測水中的衡量六價鉻[3]。此種方法需要用到兩種檢測儀器，其一為二極管陣列檢測器；其二則是電導檢測器，二者的檢測精度可以維持在100%。

1.3 二苯碳酰二肼分光光度法

利用二苯碳酰二肼分光光度法，可以有效的對地面水以及工業廢水中的六價鉻進行測定。分光光度法所需的檢測儀器較少，且操作極為簡單，相關的設備價格合理，便于普及以及使用。此外，在檢測過程中，采用分光光度法，在整個溶液里可以加入顯色劑。根據現有的分光光度法的檢測原理，吸收整個光度以及濃度之間的關系，將其完成吸收波長比值。在測定過程中，可以選取測試體積為50mL，并使用光程長度為30mm的比色皿，可以檢測出含量為0.2ug的六價鉻。并根據其濃度，進行測量。考慮干擾因素，如含鐵量大于1mg/L顯色后，其將呈現黃色。在同等測量方法下，鐵、汞等均會對測量精準度產生一定的干擾性。但加入礬后，可自行褪色。

在測定過程中，六價鉻與二苯碳酰二肼反應生成紫色化合物，并進行分光光度測量。在試驗過程中，其一般選擇分光光度計。且所有玻璃器皿內壁必須保持光潔，以免吸附鉻離子，不得使用重鉻酸鉀溶液進行洗滌。在采集時，應采用玻璃瓶進行采集，加入氫氧化鈉，并將其整個樣品的pH值調節為8。在采樣完畢后，在24小時內盡快對水樣進行檢測。

2 二苯碳酰二肼分光光度法檢測具體檢測步驟

2.1 儀器以及試劑

在檢測過程中，分析檢測的儀器以及試劑，可以得知使用的主要儀器包含分光光度計、50mL的比色管。而所用的試劑包含了丙酮、硫酸、硫酸鋅、高錳酸鉀等，所有試劑均必須符合我國的相關安全標準才可以進行實驗[4]。

此外，在實驗過程中，必須要進行顯色劑以及溶液的配置。在顯色劑的配制中，稱0.2g二苯碳酰二肼，先加入50mL丙酮使其完全溶解再加入去離子水定容至100ml，搖勻放置于冰箱，如果試劑顏色加深就不能繼續使用應重新配制。此外，對高濃度樣品分析，顯色劑濃度應為2g/100L，配制方法同上，而在標準溶液的配置中，可以稱取0.2829g于110℃干燥箱中，烘兩小時的優級純重鉻酸鉀，先在100ml的燒杯中加水使其完全溶解，再用玻棒慢慢引流至1000mL的容量瓶中，最后用去離子水定容至刻度線。該溶液的濃度為100mg/L。

2.2 樣品前處理及檢測

樣品的顏色比較深或比較渾濁時，在測量時，取適量樣品于150ml設備中，加水至50ml，加入氫氧化鈉溶液（濃度為4g/L）調節整個pH值介于7至8之間，再加入ZnSO4和NaOH的混合液（100ml濃度為80g/L的ZnSO4溶液和120ml濃度為20g/L的NaOH的溶液混合），使樣品的pH值介于8至9之間，將樣品通過玻璃棒慢慢引流至100ml的容量瓶中，用去離子水定容至刻度線。最后樣品經過慢速定性濾紙分離，取中間濾液50.0ml用于檢測。

此外，關于二價鐵、亞硝酸鹽等還原物質的消除，可以選取適量樣品，并用水稀釋制標線，加入4ml顯色劑后，進行搖勻，放置5min后加入1mL的硫酸溶液，并對其整體進行搖勻處理。隨后，通過測定法得出六價格含量，以完成標準曲線的測量。根據整個測量結果，其公式如以下所示：

在公式中，“m”等于標準測量后的六價鉻含量，而“v”則代表試份的體積ml。

2.3 檢測方法的重現性分析

通過對整個水體的檢測，可以對標準曲線回歸方程的整個取值率進行分析。在測量過程中，將整個實驗時間設定為12月[5]。在經過測量后，可以得知按照二倍標準差控制其平均值，保持在0.0447，標準偏差保持在0.0010。根據標準曲線的變化范圍，從表1、圖1可以得知標準曲線斜率的年變化范圍較小，說明相同濃度的六價鉻標準溶液經多次測量后，其結果變化不大，檢測方法極佳。

表1 不同樣品濃度在檢測中的數值變化

圖1 測量綜合曲線率

3 結語

綜上所述，六價鉻是水中的一個常見污染物。因此，對于整個水環境的質量影響較大，在測量過程中選擇良好的檢測方法，可以提升水質量的檢測效率以及質量。使用文中介紹的幾種檢測方法，可以有效的檢測水中的六價鉻，并利用光譜法將三價鉻以及六價鉻進行分離，以便更好的進行檢測。且整個檢測流程方便操作、快速，可以在檢測工作中總結經驗優化檢測的程序，以提升檢測的準確性以及可靠性，為后續水環境的優化保護提供有力支撐。