全自动水质分析仪快速检测地表水中六价铬

郑秋蕾 颜坤 阎凤东 孙占成 王冰

摘要：新型Thermo Scientific Gallery全自动水质分析仪是一套综合性的全自动快速分析系统，在水样检测中可自动完成加样、稀释、空白读取、试剂填加、显色反应、比色读值等步骤，并可自动生成校准曲线及对数据进行分析处理。本次试验使用该仪器检测地表水中的六价铬含量，测定该方法的检出限、回收率和精密度，并与二苯碳酰二肼分光光度法作样品比对，结果具有一致性。检测结果表明该检测方法适用于批量水样六价铬含量的快速测定。

关键词：全自动水质分析仪;六价铬;分光光度法

中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）06-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.080

Abstract： The new Thermo Scientific Gallery automatic water quality analyzer is a comprehensive automatic rapid analysis system that can automatically perform sample loading， dilution， blank reading， reagent filling， color reaction， colorimetric in water sample detection. Read the values and other steps， and automatically generate a calibration curve and analyze the data. In this test， the instrument was used to detect the hexavalent chromium content in surface water， and the detection limit， recovery and precision of the method were determined， and compared with diphenylcarbazide spectrophotometry， the results were consistent. The test results show that the test method is suitable for rapid determination of hexavalent chromium content in batch water samples.

Key words： Automatic water quality analyzer; Hexavalent chromium; Spectrophotometry

国内冶金和化学工业生成的铬渣是六价铬的主要来源，随着其流失扩散对生态环境构成污染危害。未经处理的铬渣置于自然环境中，经雨水冲刷后大量的六价铬离子随雨水溶渗、流失、渗入地表，污染江河、湖泊及地下水源，从而危害农田、水产和人体健康。六价铬作为水质中的主要污染物，其含量是地表水、地下水水质监测中的重要项目。

水质六价铬常用的检测方法是二苯碳酰二肼分光光度法，该方法操作繁琐，检测耗时长，需要大量试剂耗材，且数据分析复杂。全自动水质分析仪基于紫外分光光度法原理，集合机械式移液针和自动化装置，代替手工完成加样、加试剂、搅拌、比色等多个步骤，适用于地表水水质样品的批量样本快速检测。

本试验采用GB/T7467-1987中六价铬的测定方法，测试了全自动水质分析仪的检出限、精密度和加标回收率，验证了其准确性及稳定性，并与二苯碳酰二肼分光光度法进行了样品比对。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

全自动水质分析仪（Thermo Scientific Gallery），赛默飞世尔科技（中国）有限公司;容量瓶、移液管等玻璃容器;精密天平等。

1.2 试剂与耗材

1.2.1 试剂 二苯碳酰二肼溶液—显色剂

赛默飞公司配备的六价铬专用检测试剂。

手工制备：移取5mL浓硫酸（98%w/w）小心稀释到60mL去离子水中，冷却至室温后100mL容量瓶定容。准确称取0.25g二苯碳酰二肼， 先用15mL异丙醇溶解，最后转移到100mL容量瓶，使用硫酸水溶液定容至刻度，棕色瓶避光保存，发生变色后失效。

1.2.2 六价铬标准溶液

药品：重铬酸钾，分子式 K2Cr2O7 分子量 294.19;

准确称取干燥好的重铬酸钾0.2828g于1000mL容量瓶中，用蒸馏水定容。塑料容器2-8℃保存可稳定至少6个月;

六价铬标准溶液-3.00mg/L（以Cr6+计）;

移取3mL六价铬储存溶液于100mL容量瓶去离子水稀释定容后。

1.3 检测原理

在酸性条件下，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应生成紫红色化合物，该反应很灵敏，540nm波长下的摩尔吸光度约为40000L/g.cm，对六价铬离子几乎是专一反应，根据校准曲线即可计算样品中六价铬的含量。

1.4 实验方法

1.4.1 定标

定标范围0.05～1.0mg/L，系列浓度为0（去離子水）、0.05mg/l、0.10mg/l、0.20mg/l、0.50mg/l、1.00mg/l，使用配备好的3.00mg/L（以Cr6+计）六价铬标准溶液，采用仪器自动稀释定标。校准结果满足判定系数（R2）大于等于0.998时采用校准曲线。

1.4.2 检测流程

取样品120?L额外 60?L，使用额外清洗模式洗针，孵育18s;

测定样品本底空白吸光度;

加入40 ?L额外20?L，孵育360s;

分液总体积：160μL。在540nm测定显色后样品溶液吸光度。

六价铬含量超过标准曲线上限的样品，仪器设置对其进行自动稀释5倍后复测，达到扩大样品含量检测范围的目的。

1.4.3 样品测定

将待测样品倒入样品杯中，放入带有条码的样品架上置于检测仪中，选择合格的校准曲线，及对应的检测方法和次数进行测定，实验结束后显示结果，手动或自动接受后可提取完整实验数据。

2 结果与讨论

2.1 校准曲线

仪器按照0、0.05mg/L、0.10mg/L、0.20mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L的校准品浓度，进行六价铬检测方法校准。校准类型：线性，相关系数R2=0.9997，总因数为2.007，标准曲线如下图所示：

2.2 检出限

根據《地表水和污水监测技术规范》中规定的方法检出限计算公式： MDL = 3.143δ（δ为对同一样本重复测定至少7次的SD），取空白水样检测得到14个测定结果，计算其平均值、标准偏差、检出限等各项参数。详见表1。

2.3 回收率

对已知浓度为0.150mg /L、0.200mg /L、0.300 mg /L 三个样品进行加标实验，加标量分别为0.300mg /L 、0.400mg /L、0.500mg /L，计算回收率见表2。结果表明，该方法对六价铬检测的加标回收率在99.3%～104%之间。

2.4 精密度

选取三份水样样本，用该方法分别进行7次连续的重复测定，计算平均值、标准偏差及相对标准偏差，结果见表3。表明该方法产生的随机误差较小，能够满足实验室检测的稳定性和可靠性要求。

2.5 比对试验

对质控样品和地表水样品进行了全自动水质分析仪器法和二苯碳酰二肼分光光度法的比对实验，测定数据具有一致性，结果如表4 所示。

3 结论

六价铬作为有毒重金属，其含量是水质和环境检测中一项重要的指标，Gallery全自动工业分析仪基于手工分光光度计方法实现自动化流程，可满足对低浓度六价铬样本的检测，准确度好、灵敏度高，能够满足地表水检测的要求。在实验操作中，试剂可使用配备的专业试剂，也可手工配制，具有灵活可操作性;样品量使用微量，减少了样品采集量，极大地降低了检测成本，节省人力物力，避免了操作过程带来的人为误差，为水质检测和环境保护部门提供了一种方便、有效的新技术。它实现了检测过程的自动化、标准化和信息化，改善了实验室传统流程，提高了工作效率，适用于大批量样本的快速检测，对水环境样品检测具有重要意义。

参考文献

[1]水和废水监测分析方法编委会编.水和废水监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002.

[2]GB/T 7467-1987，水质-六价铬的测定-二苯碳酰二肼分光光度法[S].

[3]HJ/T91-2002，地表水和污水监测技术规范[S].

[4]杨愿愿.水环境中污水示踪有机化合物的研究与应用[D].广州：中国科学院大学（中国科学院广州地球化学研究所），2018.

收稿日期：2019-02-25

作者简介：郑秋蕾（1988-），女，汉族，硕士，研究方向为环境监测。