分光光度法測定生活飲用水中六價鉻的方法驗證

摘 要：本文采用《生活飲用水標準檢驗方法 第6部分：金屬和類金屬指標》（GB/T 5750.6—2023）中二苯碳酰二肼分光 光度法對生活飲用水中六價鉻的方法進行驗證研究，驗證內(nèi)容主要包括標準曲線線性關(guān)系、方法檢出限、測定下限、準確 度、精密度等方面，并對以上性能指標的測定結(jié)果進行分析，結(jié)果表明：標準曲線相關(guān)系數(shù)為0.9999；檢出限為0.0007 mg/ L；測定下限為0.0021 mg/L；精密度為0.3%～0.8%；加標回收率為95%～102%，所有性能指標驗證結(jié)果均能滿足方法標準要 求，本實驗室具備采用二苯碳酰二肼分光光度法測定生活飲用水中六價鉻的能力。

關(guān)鍵詞：六價鉻，分光光度法，方法驗證

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.03.035

自然界中的鉻主要以三價鉻和六價鉻兩種價 態(tài)存在，在水環(huán)境中二者在特定條件下能夠相互轉(zhuǎn) 化，三價鉻較穩(wěn)定、毒性小，六價鉻氧化性強、毒性 大，長期飲用被六價鉻污染的生活飲用水，可能會 對人體產(chǎn)生“三致”（致癌、致畸和致突變）危害， 因此，六價鉻是水質(zhì)監(jiān)測的重點項目之一。六價鉻 測定方法有分光光度法[1-2]、原子吸收光譜法[3]、離 子色譜法[4-5]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[6-7]及流動 注射法[8]等，其中二苯碳酰二肼分光光度法是實驗 室測定水質(zhì)六價鉻的經(jīng)典方法，具有操作簡單、靈 敏度高、適用范圍廣及線性范圍寬等優(yōu)點。

根據(jù)《檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認定能力評價 檢驗 檢測機構(gòu)通用要求》（RB/T 214—2017）[9]及《檢驗 檢測機構(gòu)資質(zhì)認定 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)評審補充要求》等的規(guī)定，本單位組織相關(guān)人員對《生活飲 用水標準檢驗方法 第6部分：金屬和類金屬指標》 （GB/T 5750.6—2023）中“二苯碳酰二肼分光光度 法測定六價鉻”進行方法驗證，以便后期順利開展 監(jiān)測分析工作。

1 方法原理

在酸性溶液中，六價鉻與二苯碳酰二肼作用， 生成紫紅色絡(luò)合物，在540 nm處測量吸光度，吸光 度與六價鉻含量成正比[10]。

2 實驗部分

2.1 主要儀器和試劑

T6新悅分光光度計（北京普析通用儀器有限 責(zé)任公司），50 mL具塞比色管；1，5-二苯基碳酰二 肼（分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）、丙酮 （色譜純，賽默飛世爾科技（中國）有限公司）、硫酸 （優(yōu)級純，重慶川東化工（集團）有限公司）；六價 鉻標準溶液（ρ=1000 mg/，22A045-7L，國家有色 金屬及電子材料分析測試中心）；六價鉻有證標準 物質(zhì)（編號203360：0.0344±0.0026 mg/L、203358： 0.0697±0.004 mg/L、203367：0.160±0.006 mg/L， 生態(tài)環(huán)境部標準樣品研究所）；去離子水。

2.2 實際樣品的采集

按照相關(guān)標準采集和保存樣品。采集后加入氫 氧化鈉，調(diào)節(jié)水樣pH至7～9。冷藏保存送至實驗室。

2.3 顯色劑的配制

準確稱取0.25 g二苯碳酰二肼，溶于100 mL丙 酮中。盛于棕色瓶中冷藏保存，可保存半月，顏色變 深時不能使用。

2.4 標準溶液制備

2.4.1 六價鉻標準貯備液

購買有證六價鉻標準溶液：ρ=1000 mg/，編 號：22A045-7L。

2.4.2 100 mg/L六價鉻標準中間液

移取10.00 mL六價鉻標準貯備液，置于100 mL 容量瓶中，用去離子水定容至標線，混合均勻。

2.4.3 1.00 μg/mL六價鉻標準使用液

移取5.00 mL六價鉻標準中間液，置于500 mL 容量瓶中，用去離子水定容至標線，混合均勻。

2.5 標準曲線的繪制

取9支50 mL比色管，分別吸入六價鉻標準溶液 （1.00 μg/mL）0 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、 2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL、10.00 mL， 用純水定容至刻度。向比色管中加入2.5 mL硫酸 溶液和2.5 mL二苯碳酰二肼溶液，立即搖勻，放置 10 min。用3 cm比色皿以純水為參比，在540 nm波 長處測量吸光度。由校準系列測得的吸光度減去 零濃度管的吸光度，繪制吸光度值對六價鉻含量 （μg）的曲線。測得曲線方程為y=0.0449x+0.001， 相關(guān)系數(shù)r為0.9999，滿足《生活飲用水標準檢驗方 法 第3部分：水質(zhì)分析質(zhì)量控制》（GB/T 5750.3— 2023）[11]中r＞0.99的要求。詳見表1。

2.6 方法檢出限和測定下限的測定

按照《生活飲用水標準檢驗方法 第3部分：水 質(zhì)分析質(zhì)量控制》（GB/T 5750.3—2023）中規(guī)定，當 遇到某些儀器的分析方法空白值測定結(jié)果接近于 0時，可配制接近零濃度的基質(zhì)加標溶液來代替實 驗用水進行空白值測定，以獲得有實際意義的數(shù)據(jù) 進行計算[11]。本次驗證因空白未檢出六價鉻含量， 因此通過配置較低濃度的標準溶液代替實驗室用 水進行空白值測定，本實驗室采用加入0.004 mg/L六價鉻標準物質(zhì)的方式進行。向50 ml的比色管中 加入0.20 mL六價鉻標準溶液，用純水定容至刻度 線，再按照與標準曲線測定相同的條件對空白加標 溶液進行測定。每天測定1批，每批測定平行雙樣， 共測定5天。計算5批平行測定的標準偏差，參照公 式（1）計算方法檢出限。式中：MDL表示方法檢出 限；Swb表示空白平行測定（批內(nèi)）標準偏差；tf表示 顯著性水平為0.05（單側(cè)）、自由度為f的t值；f表示 批內(nèi)自由度，等于p（n-1），p為批數(shù)，n為每批平行測 定個數(shù)。這里，參照《生活飲用水標準檢驗方法 第3 部分：水質(zhì)分析質(zhì)量控制》，即以三倍檢出限作為測 定下限[11]，詳見表2。

由表2可知：六價鉻的濃度平均值為0.003 mg/L， 標準偏差為0.0001 mg/L，檢出限為0.0007 mg/L，測 定下限為0.0021 mg/L，小于標準GB/T 5750.6—2023 中六價鉻的最低檢測質(zhì)量濃度0.004 mg/L，滿足方法 要求。

2.7 精密度與準確度的測定

2.7.1 有證標準物質(zhì)的測定

選擇六價鉻有證標準物質(zhì)203360 （0.0344±0.0026 mg/L）、203358（0.0697±0.004 mg/L）和203367（0.160±0.006 mg/L）進行精密度與 準確度測試。每個濃度重復(fù)測定6次，計算每種有證 標準物質(zhì)平行測定結(jié)果的平均值、相對標準偏差和 相對誤差。詳見表3。

2.7.2 標準樣品精密度、準確度的測定

配制低、中、高濃度（0.020 mg/L、0.100 mg/ L、0.180 mg/L）的標準樣品進行精密度和準確度測 試。每個標準樣品重復(fù)測定6次，計算每個標準樣品 平行測定結(jié)果的平均值、相對標準偏差和加標回收 率。詳見表4。

由表3可知：3個有證標準物質(zhì)的測定值均在 給定的允許誤 差范圍內(nèi)，其 相 對 標準偏 差 分別 為0.8%、0.5%、0.3%，相對誤差分別為-2.9%、 -2 . 0 %、-1. 2 %。由表 4可知：三個標準 樣 品精 密度分別為0.3%、0. 5%、0.4%，回收率分別為 98%～100%、100%～101%、100%～101%，均滿足 《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）中所提到的六價鉻室內(nèi)相對偏差≤10%，相對誤差≤±5%，回 收率85%～115%的要求[12]。

2.8 實際樣品及實際樣品加標的測定

本試驗選取某地表水和某地下水開展實際樣 品及樣品加標測定。取均勻樣品50.00 mL于50 mL 具塞比色管中，按照與標準曲線相同的步驟進行測 定。通過對某地表水飲用水和某地下水樣品及低、 中、高三個濃度（0.020 mg/L、0.100 mg/L、0.180 mg/L）水平的加標樣品分別進行6次重復(fù)測定。計 算每個樣品平行測定結(jié)果的平均值和加標回收率。 詳見表5、表6。

由 表 5 、表 6 可 知 ：實 際 樣 品 加 標 回 收 率 95%～102%，滿足《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版） 中所提到的六價鉻加標回收率85%～115%相關(guān)要求[12]。

3 結(jié) 語

本次方法驗證過程中，參加驗證的所有人員 對相關(guān)標準方法進行了培訓(xùn)學(xué)習(xí)，并熟練掌握了運 用GB/T 5750.6—2023測定生活飲用水六價鉻的監(jiān) 測分析要領(lǐng)；分光光度計等儀器均經(jīng)過了計量檢定 機構(gòu)檢定且檢定結(jié)果合格，并在檢定有效期內(nèi)；所 使用的化學(xué)試劑純度/技術(shù)指標均滿足方法標準要 求；實驗室環(huán)境條件滿足方法標準要求。

通過對標準方法各項性能指標進行驗證可知： 六價鉻標準曲線線性相關(guān)系數(shù)為0.9999，檢出限為 0.0007 mg/L，測定下限為0.0021 mg/L，有證標準物 質(zhì)均在保證值范圍，低、中、高濃度標準樣品的精密 度相對標準偏差分別為0.3%、0.5%、0.4%，低、中、 高濃度標準樣品的回收率范圍分別為98%～100%、 100%～101%、100%～101%，地表水實際樣品的加標 回收率為95%～102%，地下水實際樣品的加標回收 率為99%～102%。綜上，證明了本實驗室在人員、 試劑、環(huán)境、儀器設(shè)備、方法等性能指標方面均滿 足標準方法要求，表明本實驗室具備依照《生活飲 用水標準檢驗方法 第6部分：金屬和類金屬指標》 （GB/T 5750.6—2023）標準進行生活飲用水六價鉻 監(jiān)測分析的能力。

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作者簡介

胡艷，碩士，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測與分析。

（責(zé)任編輯：張瑞洋）