饮用水中Cr6+含量快速检测方法研究

刘倩 刘美芹

（青州市疾病预防控制中心 山东青州 262500）

1 前言

铬广泛存在于自然界中，在水中铬离子可以Cr3+与Cr6+2类状态同时存在。其中，Cr6+离子对人体伤害最大，毒性是Cr3+铬离子的百倍[1]。可见，水质检测中需开展精细化检测，而不是单独测定总铬元素含量。为此，本文对国标测定方式予以优化，并用无水乙醇代替丙酮配置二苯碳酰二肼溶液，并借助迈瑞BS-280全自动生化分析仪检测饮用水中Cr6+含量，比较其与有机溶剂萃取法检测水中Cr6+两者测定结果标准偏差，旨在探寻出一类饮用水中Cr6+含量快速检测方法。

2 一般资料

2.1 试剂与仪器

全自动生化分析仪（博科BIOBASE，博科公司）；Cr6+标准溶液（GBW[E]080257，北京仪化通标科技有限公司，规格0.100 g/L）；浓硫酸；无水乙醇；去离子水。

2.2 试剂调配

10 mg/L Cr6+标准中间溶液可保证最佳应用效果，配置好的试剂需在冷藏状态保存，并于20 d内应用；Cr6+标准溶液（0～200μg/L）需借助微量移液器各吸取Cr6+标准中间溶液（10 mg/L）各0、100、300、500、2 000μL；按编号置于6个100 ml烧杯中；取去离子水逐一稀释，分别配置浓度为0、10、30、50、100、200μg/L的标准溶液；二苯胺基脲溶液（2.0 g/L）要将0.2 g二苯胺基脲溶液置于电子天平上，待示数稳定后，将其分别与无水乙醇（100 ml）、硫酸溶液（10 ml）充分混合。为保证最佳应用效果，需置于4℃冰箱中冷藏，并于配置好20 d内应用。此外，硫酸溶液[纯硫酸浓度=2.5 mol/L]：浓硫酸（140 ml）+去离子水（560 mL）充分混合并冷却，随后配置1 L稀释浓硫酸液体。

3 实验方法

3.1 有机溶剂萃取法

3.1.1 确定萃取有机溶剂加入量

取正丁醇（批号：281549，上海默克Sigma-Aldrich有限公司、浓度99.8%）4 ml。

3.1.2 明确萃取时间比较正丁醇吸光度值，结果2～6 min时吸光度相同，为寻求快速检测方式，本实验明确2 min时萃取。

3.2 快速检测法

3.2.1 确定实验检测波长

取Cr6+标准溶液2 ml+二苯胺基脲700μL予以检测。预实验检测波长区间340～800 nm，予以连续扫描，择取最佳吸光值，结果表明，吸光波峰位于545 nm处，吸光波谷位于670 nm处；本次实验择取545 nm作为检测波长。

3.2.2 仪器参数设定

采用6点标定方式（单试剂法），余下仪器测定参数详见表1。

表1 仪器测定参数一览

3.2.3 确定线性回归方程

将水中含Cr6+浓度0～200μg/L设为回归方程浓度参数取值范围，将数据带入PEMS 3.2统计学软件中计算可得线性回归方程y=19438x+30.983，线性关系相关系数为r=0.9997。

3.2.4 确定检出限

取空白管以平行测定，收集标准差为1.3μg/L；均值为2.7μg/L；检出限确定以3倍空白值标准差偏差计算，结果为3.9μg/L。将其与2016版《生活饮用水标准检测方法》检出限0.004 mh/L比对，差异不显著，满足检测要求。

3.2.5 回收率验证

2类检测方式水样加标回收率验证见表2。

表2 2类检测方式水样加标回收率验证[n=6，μg/L-1]

4 结果

择取Cr6+实际水样3份，借助2种方法分别按照低中高浓度平行测定，将平行测得值/6可得平均值，逐一计算相对标准误差，见表3。

表3 2类实验方式水样实际测得值检测结果[n=6，μg/L-1]

5 讨论

当前饮用水六价铬检测方式众多，包括色谱法、光谱法、广度法等[2]。虽然市场上可供选择的检测仪器众多，但检测精度高且检测快速的方式仍较少。通过分析常用的Cr6+实验原理可知，溶液pH值越低，Cr6+与二苯胺基脲发生络合反应的程度越剧烈，紫红化合物的产量与溶液酸性程度呈正比。具体反应原理至今尚未完全明确[3]。在一定浓度范围内，吸光度可反应溶液中Cr6+浓度水平。因此，本实验采用了分光光度法进行检测，其在Cr6+离子含量检测中较为常用，搭配二苯胺基脲显色效果最为明显[4]。相较于传统检测以丙酮为溶剂的检测方法，本检测方法选取的乙醇对人体伤害更低，且操作流程有所简化；另外将试剂二苯胺基脲与硫酸溶液相互混合，有助于降低进样量。BIOBASE全自动分析仪中内置的自动冷藏试剂仓及恒温水浴装置，可持续保持在铬离子反应最适宜温度（37.0±0.1）℃，密闭式的设计也可隔离出独立的反应空间，室内环境温湿度变化对反应过程无影响；自动冷藏试剂仓也可最大限度延长二苯胺基脲的有效使用时间。故应用该方法，可获得较为精确的实验结果，适用于生活饮用水的质量检测[5]。

综上，应用优化后的饮用水Cr6+含量快速检测法-分光光度法，所获取的线性检测范围与相关系数较为合理，加标回收率与检测精密度均呈现出较高水准。另外，也可显著缩短检测时间，提升检测效率，在大批量水样Cr6+离子检测中可应用本检测方式。