紫外可見分光光度法測定水中高濃度六價鉻

王琳琳 樊曉翠,2 許愛華* 隋 峰 孫倩蕓 鄭 鵬 張 森 黃清波 井 鳳

（1.山東省計量科學研究院，濟南 250014；2.山東省社會公正計量行有限公司，濟南 250014；3.山東向明數智物聯科技有限公司，濟南250000）

環境中鉻污染在水中通常有兩種存在形式：鉻（Ⅲ）和鉻（Ⅵ），其毒性與存在價態有關[1]。其中，鉻（Ⅲ）是人體必須的微量元素，參與人體新陳代謝，但是六價鉻具有強遷移性、較高氧化能力及較強毒性，對人體健康具有很大的危害：不僅會引起人過敏性哮喘，還對人體消化道、骨骼系統、組織細胞、肝臟和腎臟等有較大的危害，產生致癌、致畸和致突變等不良影響[2，3]。鉻污染有隱蔽性、長期性和積累性等特性，其不僅能在環境中長期存在，還能通過食物鏈累積并儲存于生物體內，從而嚴重影響人畜健康，且其毒害效應難以察覺[4]。因此，準確測定生物體內、水中以及各種環境介質中的六價鉻含量，顯得尤為重要。

目前測定六價鉻常用的國家標準主要有《水質六價鉻的測定二苯碳酰二肼分光光度法》(GB 7467-1987)[5]和《生活飲用水標準檢驗方法金屬指標》（GB 5750.6-2006）[6]，其原理為在酸性溶液中，六價鉻和二苯碳酰二肼反應生成紫紅色化合物，在540nm波長處進行分光光度測定。GB 7467-1987標準中使用光程為10mm的比色皿，測定上限濃度為1.0mg/L；GB 5750.6-2006標準中未規定檢出上限，但有研究表明，該方法的最佳線性范圍為0.05～0.4μg/mL[7]。兩種方法檢測上限值較低，對高濃度六價鉻樣品需要高倍數稀釋，稀釋過程會帶來較大的不確定度，不僅增加了工作量，而且都需要用到丙酮等極易揮發、對人體有較大毒性的試劑。本實驗研究了在350nm波長條件下，不加入顯色劑，直接用紫外可見分光光度法檢測水中高濃度六價鉻的分析方法，主要在儀器試劑、實驗操作、方法精密度、回收率等方面進行了分析和比較，為檢測單位選擇合適的測定方法提供參考。

1 實驗部分

1.1 主要儀器和試劑

雙光束紫外可見分光光度計：型號T9，北京普析通用儀器有限責任公司。

六價鉻單元素溶液標準物質：GBW（E）080257，中國計量科學研究院，100μg/mL（Urel=0.8%，k=2）；水中六價鉻成分分析標準物質：GBW（E）080533，國防科技工業應用化學一級計量站，1000 μg/mL（Urel=0.2%，k=2）；硝酸：天津市科密歐化學試劑有限公司，MOS級；超純水：美國Millipore，電阻率18.2MΩ·cm。

1.2 實驗方法

1.2.1 溶液制備

標準溶液配制：分別準確移取0.0、0.5、2.5mL六價鉻單元素溶液標準物質（GBW（E）080257）于3支50mL容量瓶中，準確移取2.5、5.0、7.5、10.0mL六價鉻單元素溶液標準物質（GBW（E）080257）于4支25mL容量瓶中，用1%硝酸稀釋至標線，制備濃度范圍為（0.0～40.0）μg/mL系列標準溶液。

工作溶液配制：用移液管準確移取2.5mL六價鉻單元素溶液標準物質（GBW（E）080533）于50mL容量瓶中，用1%硝酸稀釋至標線，制備濃度為50μg/mL的鉻標準儲備溶液。

1.2.2 儀器工作條件

光譜掃描參數為：光譜掃描模式，掃描范圍為（200～500）nm，光譜帶寬為0.1nm，掃描速度為中速；定量測量參數為：單波長法，350.00nm波長，10mm比色皿，參比為1%硝酸。

2 結果與討論

2.1 測量波長的選擇

在1.2.2光譜掃描條件下，用紫外可見分光光度計分別對六價鉻單元素溶液標準物質、1%硝酸、超純水進行光譜掃描，掃描結果見圖1。

圖1 六價鉻單元素溶液光譜掃描結果

圖1為標準物質(A)、1%硝酸(B)、超純水(C)光譜掃描結果，從圖中可知，六價鉻溶液在波長300nm和350nm處有明顯的吸收峰，1%硝酸在波長310nm處有最大吸收峰，超純水在290nm處有吸收倒峰，因此選擇350nm處波長為六價鉻測定波長進行考察。

2.2 線性關系

紫外可見分光光度計在1.2.2定量測量條件下，用10mm比色皿，以1%硝酸為參比，測量系列標準溶液，其結果見表1。結果表明在0.0～40.0μg/mL濃度范圍內，六價鉻質量濃度與吸光度呈良好的線性關系，通過線性擬合得到回歸公式y=0.029x+0.004，r2=1，線性關系滿足定量分析要求。

表1 六價鉻標準溶液測定結果

2.3 檢出限

在相同條件下，連續測量試劑空白10次，測量結果見表2。將空白溶液測量結果的3倍標準偏差所對應的濃度為檢出限，由表2可知，方法的檢出限為0.08μg/mL，可滿足定量分析要求。

表2 空白樣品測定結果

2.4 精密度

在相同測量條件下，重復測量質量濃度為20.0μg/mL樣品各6次，計算測量結果的相對標準偏差。如表3所示，方法的相對標準偏差為0.14%，表明方法的精密度較高，可滿足常規監測項目質量控制指標方法要求。

表3 空白樣品測定結果

2.5 加標回收試驗

分別準確移取1.2.1中工作溶液2.0、4.0、12.0mL于20mL容量瓶中，用1%硝酸定容至刻度線，配制成質量濃度為5.0、10.0、30.0μg/mL的樣品。在相同條件下，分別重復測量6次，計算測量結果的平均值、回收率和相對標準偏差，結果見表4。由表4可知，水中六價鉻的回收率為101.0%～102.0%，相對標準偏差為0.05%～0.37%，滿足常規監測項目質量控制指標方法要求[8]。

表4 加標回收試驗測定結果

2.6 再現性

在不同時間段內，由兩名不同的檢測人員在相同實驗條件下，分別按照1.2中的實驗方法配制六價鉻單元素系列標準溶液，在350nm波長測量條件下，分別測量標準溶液，繪制標準曲線。測量稀釋后的水中六價鉻溶液標準物質（GBW（E）080533），并通過標準曲線校正后，計算樣品的濃度值。每個標準溶液測量6次，測量結果見表5。由表5可知，測量結果均在標準物質量值的不確定度范圍之內，測量結果的平均值相近，其相對標準偏差為0.003%，說明該方法的再現性非常好。

表5 方法再現性測定結果

3 結語

建立了水中高濃度六價鉻的測定方法，該方法所用化學試劑少，操作簡單，方法線性關系、精密度、準確度、再現性等滿足分析方法要求，為高濃度六價鉻測定提供了技術參考。