水泥中水溶性六价铬的测定方法

■许 晖 ■江苏省产品质量监督检验研究院溧阳检测中心，江苏 溧阳 213300

水泥是建材工业的重要生产资料，主要在民用建筑、预拌混凝土及水泥类制品中大规模使用。水泥生产原料、水泥熟料煅烧回转窑烧成带的镁铬耐火砖、水泥粉磨生产用合金钢研磨体及内衬板的磨损向水泥中引入了六价铬，如不采取合理的保护六价铬含量超标将通过水泥浆体施工接触、土壤水源渗滤等途径影响生产使用人员及周边区域居民的身体健康，研究资料表明水泥中危害性较大的重金属为水溶性六价铬，六价铬能透过细胞膜并具有强氧化作用，可严重损伤人体的消化道、呼吸道及皮肤黏膜，甚至有致癌作用。

欧盟限定水泥中六价铬含量小于0．0002%，我国在2006年对全国通用硅酸盐水泥中六价铬含量进行了普查，结果表明国内通用硅酸盐水泥中80%六价铬含量在0．0002% ～0．0015%之间。

目前水泥产品标准GB175－2007《通用硅酸盐水泥》中对不同类水泥的物理性能、化学组分等指标进行了明确的限定，但对生产中可能引入水泥的有害重金属等项目均未有明确规定，国家也没有出台任何对水泥中水溶性六价铬的检测方法。

通过对EN196－10:2006第10部分《测试水泥用方法．水泥的水溶解铬(VI)含量的测定》的研究以及反复试验，本文提出的方法具备了准确、快速的检测出水泥中水溶性六价铬的能力，同时由于使用的仪器也是一般实验室都具备的普通的仪器，具有一定的推广价值。

1 试验

(1)试验原理:将水泥、标准砂和水搅拌成胶砂，过滤。滤液中加入二苯基碳酰二肼，调整酸度，显色，在540nm处测定溶液的吸光度，在工作曲线上查得溶液中六价铬浓度。

(2)计算公式:X=(ρ－ρ0)×(V3/V2)×(V1/450)×10－4

公式中:X——水溶性六价铬的的质量浓度，%;

ρ——由标准曲线得到的样品的六价铬的的质量浓度，mg/L;

ρ0——由标准曲线得到的空白的六价铬的的质量浓度，mg/L;

V1——胶砂中水的体积，mL，一般取 225．0mL;

V2——滤液的体积，mL，一般取 5．00mL;

V3——容量瓶的体积，mL一般取50．00mL，如吸光值过高，可采取稀释的办法将吸光度控制在标准曲线范围内。

(3)工作曲线的绘制:称取0．1414g已在140℃烘过2h的基准重铬酸钾，精确至0．0001g，溶于水中，转移至1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，此溶液六价铬的浓度为50mg/L。吸取50．00mL该标准溶液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，此溶液六价铬的浓度为5mg/L(此标准溶液用时现配)。移取 1．00mL、2．00mL、5．00mL、10．00mL、15．00mL铬标准临用液分别放入50mL容量瓶中，分别加入5．00mL 二苯基碳酰二肼(2．5g/L)、5mL 盐酸溶液(0．04mol/L)，用水稀释至标线，摇匀。放置15min后，使用10mm比色皿，在540nm处测量溶液的吸光度，并扣除试剂空白液的吸光度。根据不同铬浓度对应的吸光度，绘制工作曲线。

0．854六价铬含量(mg/L) 0．1 0．2 0．5 1．0吸光度 0．058 0．119 0．294 0．576 1．5 y=0．567741x+0．005491 r=0．9999

(4)样品的制备:使用感量为0．1g的天平称取450g水泥，1350gISO标准砂和225mL水，在水泥胶砂搅拌机上按照自动程序进行搅拌，制成水泥胶砂。将胶砂在干燥的抽滤装置上抽滤，得到15mL左右滤液。

(5)吸光度的测定:在过滤后8h内，吸取5．00mL滤液放入100mL烧杯中，加入5．00mL二苯基碳酰二肼和20mL水后摇动。调节pH值在2．1～2．5之间，并将溶液转移至50mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。放置15min后，在540nm处测量溶液的吸光度，并扣除空白试验的吸光度，在工作曲线上查出水溶性六价铬的浓度。

(6)计算结果:测量平行样品时得到吸光度0．465和0．462，空白液吸光度为0．016。代入标准曲线，分别得到六价铬含量为0．81mg/L、0．80mg/L和0．02mg/L。将数据代入计算公式分别得到水溶性六价铬的的质量浓度为0．000395%和0．000390%，平均值为0．00039%。

2 结果分析

本次试验所取的样品为从国家水泥质量监督检验中心购买的标准样品，标准证书上的结果为0．00041%。

根据BS EN 196－10:2006《测试水泥用方法．水泥的水溶解铬(VI)含量的测定》要求再现性限为0．00004%。本试验的再现性为0．00002%，符合要求。

通过结果分析，可得出本试验方法满足要求的结论。

3 实验过程注意点

通过多次反复的试验，发现在试验过程中需要关注以下几点，否则容易照成结果产生偏差。

(1)如试样检测结果过高，样品吸光值超出工作曲线的范围，可采取将样品稀释的方法。稀释的时候建议:在过滤后8h内，移取5．00mL滤液放入50mL容量瓶中，加水定容并使瓶内溶液均匀后，用移液管移取稀释液放入100mL烧杯中，加入试剂后最终定容在50mL容量瓶中。不建议采取少吸取滤液或者最终定容时采取大容量瓶的方法，这样可以保持和工作曲线溶液体积的一致性，减少系统误差。

(2)抽滤过程中要保持干滤纸、漏斗和接收瓶的干燥，防止因为器皿带有水分而造成结果偏小。建议将接收瓶开始接收的前部分滤液倒掉，重新取后面的滤液。

(3)过滤后需尽快进行显色反应，间隔时间不能过长，否则会产生较大的偏差。

(4)如水泥加水后过干，不易产生滤液，可酌情多加入些水，保证能够接收到滤液。

［1］BS EN 196－10:2006《 Methods of testing cement － Determination of the water soluble chromium(VI)content of cement》．