流动注射分光光度法测定水中六价铬

韩永辉，侯博，童双祖，周春雨

（1.青海省地质矿产测试应用中心，西宁 810000；2.青海持正工程技术有限公司，西宁 810000）

随着社会经济的日益发展，水环境污染问题时有发生，而六价铬是水体毒理性检测中的必测项目[1]，对其能准确、快速定量分析至关重要。因为六价铬会导致水生生物死亡，人若接触会引起皮肤炎症和湿疹，若误饮会引起呕吐、腹痛，过量时会损害肝脏和肾脏，导致胃溃疡甚至会有生命危险[2‒3]。

通常水中六价铬的测定方法是分光光度法[4‒5]，在测定过程中实验人员接触有毒有害物质时间较久，分析时间较长，测定结果受人为因素影响较大。而采用全自动流动注射分析仪分析具有分析快捷、操作简单、精密度高、自动进样、试剂损耗少等优点。在全自动流动注射分光光度法[6‒13]测定水中六价铬的现行标准中，溶解显色剂二苯碳酰二肼的溶剂是丙酮。众所周知，丙酮是一种化学性质较活泼、极度易燃且具有刺激性气味的有机物，长期接触会出现眩晕、灼烧感、咽炎、支气管以及皮肤炎症，还会对人体中枢神经系统产生麻醉作用，出现乏力、恶心、头痛、头晕等症状。在日常测试过程中，难免会有丙酮挥发出来，对实验人员的身体健康形成不小的损害[14‒15]。无水乙醇作为一种有机溶剂，其毒性少，成本低廉且对实验人员的身体损害较小、对环境友好。笔者采用无水乙醇替代丙酮溶解二苯碳酰二肼，方法精密度和准确度能够满足要求。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

全自动流动注射分析仪：BDFIA-8000型，北京宝德仪器有限公司。

超声波清洗器：KQ-500V 型，昆山市超声仪器有限公司。

循环水式多用真空泵：SHZ-D（ΙΙΙ）型，河南省予华仪器有限公司。

二苯碳酰二肼：分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司。

重铬酸钾：优级纯，上海阿拉丁生化科技有限公司。

无水乙醇：分析纯，天津市百世化工有限公司。

丙酮：光谱纯，上海安普有限公司。

硫酸：分析纯，白银良友化学试剂有限公司。

磷酸：分析纯，天津市富宇精细化工有限公司。

水质环境标准样品：（1）水质 六价铬，标准物质编号为BY400024 B1912134，六价铬质量浓度标准值为（75.4±5.1）μg/L；（2）水质 六价铬，标准物质编号为BY400024 B1908010，六价铬质量浓度标准值为（80.3±8）μg/L；（3）水质 六价铬，标准物质编号为BY400024 B2003205，六价铬质量浓度标准值为（0.206±0.015）mg/L，坛墨质检科技股份有限公司。

实验用水均为新制备的去离子水。

1.2 溶液配制

二苯碳酰二肼乙醇溶液：0.4 g/L，将40 mL硫酸和40 mL 磷酸缓慢加入600 mL 水中，冷却，制得硫酸-磷酸混合溶液。称取0.40 g二苯碳酰二肼，溶于200 mL 无水乙醇中，搅拌直至完全溶解，然后将其与硫酸-磷酸混合溶液混合，并转移至1 000 mL 容量瓶中，用水定容至标线，摇匀，贮于棕色瓶中。

二苯碳酰二肼丙酮溶液：将40 mL 硫酸和40 mL 磷酸缓慢加入600 mL 水中，冷却，制得硫酸-磷酸混合溶液。称取0.40 g 二苯碳酰二肼，溶于200 mL 丙酮中，搅拌直至完全溶解，然后将其与硫酸-磷酸混合溶液混合，并转移至1 000 mL 容量瓶中，用水定容至标线，摇匀，贮于棕色瓶中。

六价铬标准储备液：100 mg/L，精密称取0.141 5 g重铬酸钾，置于250 mL烧杯中，用水溶解，转移至500 mL容量瓶中，用水定容至标线，摇匀。

六价铬标准中间液：取适量六价铬标准储备液，加入到容量瓶，用去离子水逐渐稀释至1.0 mg/L。

六价铬系列标准工作溶液：分别移取六价铬标准溶液0.0、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0、50 mL到100 mL容量瓶，用去离子水定容到标线，配制成质量浓度分别为0.00、0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mg/L 的六价铬系列标准工作液。

1.3 仪器工作参数

洗针时间：10 s；峰宽：50 s；到达阀时间：50 s；样品周期：90 s；出峰时间：22 s；进载流时间：20 s；积分时长：50 s；蠕动泵转速：35 r/min；进样时间：50 s；积分开始时间：0 s；注射时间：65 s。

1.4 实验步骤

将2 mL的样品注入连续流动的酸性载液中，样品与显色剂在反应模块中按特定比例（1∶1）混合反应，样品中的六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫红色络合物，进入检测流通池，于540 nm 波长处比色测定吸光度。

2 结果与讨论

2.1 显色溶剂的优化

国家标准GB 7467-87和国家环境保护标准HJ 908—2017均选择二苯碳酰二肼比色法测定水质中六价铬，均选用丙酮作为二苯碳酰二肼的溶剂，丙酮有毒危害身体健康，且GB 7467-87 方法硫酸、磷酸、显色剂需要分开加入，实验时间较长；地下水质检测方法 DZ/T 0064.17—2021 选用无水乙醇作为二苯碳酰二肼的溶剂，但需要调节水样pH，对分光光度计也特殊要求，需要使用3 cm比色皿。综合考虑以上情况，采用无水乙醇作为试剂，并对实验结果进行验证。

2.2 线性关系

取空白试样及0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.10、0.20、0.50 mg/L 的六价铬系列标准工作溶液分别进行测定，以吸光度（峰面积）为横坐标，以六价铬溶液质量浓度为纵坐标，绘制标准曲线，进行线性回归，得线性方程为y=0.000 8x-0.000 2，相关系数r=0.999 9，表明该方法线性关系良好。

2.3 方法检出限

根据环境监测分析方法标准制订技术导则（HJ 168—2020），取0.002 mg/L的六价铬标准溶液，平行测定7次，结果列于表1。由表1数据计算得方法检出限为0.000 3 mg/L，低于环境保护标准《水质 六价铬的测定 流动注射-二苯碳酰二肼光度法》（HJ 908—2017）以丙酮为显色剂溶剂时的检出限（0.001 mg/L），表明该方法分析灵敏度有所提高。

表1 检出限试验结果

2.4 准确度和精密度试验

分别取低、中、高三个不同浓度的水质环境标准样品；另外用六价铬标准溶液分别配制低、中、高三种不同浓度的溶液：（1）1#样品，0.05 mg/L；（2）2#样品，0.10 mg/L；（3）3#样品，0.20 mg/L，利用该方法平行测定6 次，测定结果列于表2。由表2 数据可知，标准样品和自制样品测定值的相对误差为0.15%～2.77%，相对标准偏差为0.14%～1.54%。水质环境标准样品测定值均在标准推荐值范围之内，表明该方法精密度、准确度良好。

表2 样品测定结果

2.5 样品加标回收试验

对两个不同浓度的实际样品进行加标回收试验，测定结果见表3。由表3 可知，样品加标回收率为98.7%～101%，测定准确度满足分析要求。

表3 样品加标回收试验结果

2.6 比对试验

用两种不同溶剂的显色剂乙醇-二苯碳酰二肼显色剂和丙酮-二苯碳酰二肼显色剂，按照仪器条件对水质标准样品平行测定6次，进行对比试验，测定结果见图1。实验结果表明，用乙醇-二苯碳酰二肼显色剂比用丙酮-二苯碳酰二肼显色剂的实验测定值数值重现性更好，完全可以在实验中用无水乙醇代替丙酮作为显色剂的溶剂。

图1 两种显色剂水质环境标准样品测定值

3 结语

利用全自动流动注射分析仪测定水中六价铬，用无水乙醇替代丙酮作为溶剂是可行的。该方法灵敏度更高，精密度更好，准确度满足分析要求。用无水乙醇代替丙酮可以降低对实验人员身体健康的损害，且成本低廉，有推广价值。