全自动流动注射分析仪快速测定渔业水域水质中的铬Ⅵ.doc

全自动流动注射分析仪快速测定渔业水域水质中的铬()黎飞，王扬*，张成，黄城浙江省水产质量检测中心，浙江 杭州31001摘要：本文建立了一种流动注射分析方法来监控渔业水域水质中的六价铬含量。该方法选用0.8 g/ L的二苯碳酰二肼溶液作为显色剂，溶液在540nm波长处有最大吸光值，显色程度与铬()浓度线性相关。单个样品分析时间为133s，测定频率为27样/h，Cr()浓度在0400.0g/L 范围内与显色程度有良好的线性关系，线性方程为y=0.01255x-0.00401，相关系数r为0. 99998，该法的检出限是0.4g/L，相对标准偏差RSD为0.59%，加标回收率在91.0%108%。利用流动注射分析测定渔业水域水质中的六价铬含量的方法具有简单、快速、灵敏、选择性强的特点，适合实验室大量样品的检测，具有实用性。关键词：流动注射；铬()；水质; 二苯碳酰二肼中图分类号:S912 文献标识码: A铬在自然界中分布甚广而稀散，几乎存在于所有物质之中，且铬的不同形态对环境和人体健康有着明显不同的影响。铬在自然界中可以形成从-2到6多种价态化合物，最常见的是Cr()和Cr()。Cr()是人体维持生命的必需元素，可以促进人体内葡萄糖的利用；六价铬在热力学上稳定，在生物体内有很强的流动性，Cr()可以以CrO42-和Cr2O72-的形态通过带负电荷的细胞膜，并且促使氧化，从而导致病变发生1-2，从而对人体水产品等造成损伤。对于Cr()的毒性，世界卫生组织、欧盟、美国等都已经对其有所关注。目前的检测方法有国标二苯碳酰二肼分光度法3、电化学分析法4 、火焰原子吸收光谱法5、高相液相色谱法6-7、毛细管电泳-紫外吸收法8、荧光分析法9等。流动注射光度法在近几年里也有所报道10-16，其在样品的前处理、分析灵敏度、准确性、分析速度等方面均具有一定优势。本文利用流动注射仪器分析法操作简单、测定快速、结果准确、可以连续自动分析的优点，建立了一种流动注射分析六价铬的新方法，对监测渔业水域水质有着十分重要的意义。1 实验部分 1.1药品和试剂Cr()标准溶液1 000 mg/L（采购于美国Sigma-Aldrich公司），稀释至50 mg/L的标准中间液，使用前将在以水稀释至合适浓度，制成工作溶液；1.0 mol/L硫酸溶液：量取56mL浓硫酸稀释到1 000 mL；0.8 g/L二苯碳酰二肼溶液：称取0.80 g二苯碳酰二肼（C13H14N4O），溶于40 mL丙酮中，加水定容至1000mL棕色瓶避光放置；超纯水（18.2M），由Mili-Q超纯水系统制得；配制好的试剂都需要使用超声波脱气30 min。1.2实验原理在酸性溶液中，六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫红色化合物，在波长540 nm处有最大吸收峰，使反应液吸光度发生变化，符合比尔定律，六价铬浓度与反应液显色程度线性相关，根据线性关系可以测定六价铬的含量。第一作者：黎飞(1983-)，工程师，主要研究方向为水产品质检与环境监测。Email： 通信作者：王扬(1973-)，教授级高工。研究方向为水产品营养质量检测和安全评价研究。E-mail: 。资助项目：浙江省分析测试基金(No. 2009F70069)；浙江省水产技术推广总站站长基金(No.TGZ200801)1.3 仪器及其工作条件 FIA-6000+全自动流动注射分析仪（北京吉天仪器）。在线六价铬分析单元流程图：图1 自动流动注射分析仪在线六价铬分析单元流程图Fig 1 Cr () Analysis unit flow chart by Fast flow injection spectrophotometry本方法采用的聚四氟乙烯毛细管内径为0.6 mm。本方法采用的泵管为 Tygon泵管。样品、载流、硫酸和显色剂泵管的内径均为1.52 mm。其中样品泵管长度为12 cm，其一端距离节点2 cm。具体工作参数见表1。表1 全自动流动注射分析仪工作参数Table 1 Fast flow injection spectrophotometry operating conditions and parameters参数设定值/s进样针清洗时间10到达阀时间40注射时间20进样时间30清洗时间20样品周期时间50出峰时间6峰宽201.4 标准曲线配置标准使用液：用纯水将Cr()标准中间液逐级稀释至400.0、200.0、100.0、50.0、10.0、5.0、2.0 g/L的Cr()标准使用液，在表1的实验条件下测定Cr()的吸光度，绘制Cr()含量与吸光度A 的关系曲线，如图1所示，其线性方程为: y=0.01255x-0.00401，其中x为Cr ()含量g/L，线性相关系数为0.999 98。图2 Cr ( ) 含量与吸光度关系曲线Fig2 Calibration of Cr () concentration vs absorbance1.5 样品的预处理在天然样品中Cr()以CrO42-存在，Cr()以Cr3+存在，铬酸根是阴离子，而铬离子是阳离子。而且在溶液中Cr()是最稳定的氧化价态，而Cr()离子却是强氧化剂，在酸或有有机物存在时，Cr()容易还原成Cr()。因此在水样采集后应立即加入0.01m mol/L NaOH溶液将水样pH调节至8左右，并尽快测定。若水样较浑浊或者含有悬浮物质，可用0.45 m的滤膜过滤后上机，以防管路堵塞。1. 6样品的测定所有的试剂用瓶均使用1：5的硝酸浸泡24 h后，并使用去离子水冲干净使用，否则将影响灵敏度。绝对不得使用铬酸洗液洗涤。每次实验开始之前，用去离子水清洗5 min，待赶出管路中的气泡，然后将各个进试剂的毛细管插入相应的试剂瓶中，运行10 min后，让系统平衡，得到平稳基线，然后才进行空白及样品的测定。单个样品分析时间为133 s，测定频率为27样/h。实验结束后使用去离子水清洗20 min后可关机。2 结果与讨论 2.1反应条件的优化 2.1.1 显色剂浓度的选择二苯碳酰二肼溶液作为显色剂，其质量浓度对显色效果有明显影响。实验表明，当二苯碳酰二肼溶液质量浓度达0.5 g/ L时,吸光度趋于最大值，且在0.8 g/ L时基线较平稳，故本实验选用0.8 g/ L的二苯碳酰二肼溶液作为显色剂。2.1.2 硫酸浓度的选择实验表明，硫酸的浓度在0.1 mol/1.0mol/L之间时对吸光值影响不大，吸光值都能达到最大值，本实验选用1.0mol/L的硫酸溶液。2.2 方法的检出限、工作曲线、精密度2.2.1 方法的检出限和工作曲线对试剂空白进行7次平行测定，峰面积分别是-0.0056、0.0025、0.0006、0.0019、-0.0023、-0.0014、0.0027，计算空白标准偏差，获得本方法的检出限为0.4 g / L。在选定的实验条件下, 测定Cr()含量为0、2.0、5.0、10.0、50.0、100.0、200.0、400.0 g/L的标准溶液，吸光度A与Cr()含量在0400.0 g/L范围内呈良好线性关系，其线性方程为: y=0.01255x-0.00401，其中x为Cr ()含量g/L，线性相关系数为0.99998。图3 Cr( VI)系列浓度标准溶液的测定谱图Fig 3 Cr (VI) series standard solution concentration determination of the chart2.2.2 方法的精密度按EPA实验方法对Cr()的质量浓度为10.0g/L标准溶液测定11次，结果峰面积分别为0.1277、0.1269、0.1274、0.1273、0.1263、0.1289，0.1273、0.1282、0.1265、0.1274、0.1280，平均值为0.1274，计算相对标准偏差得0.59%。2.3 样品测定和加标回收试验对采自舟山、嘉兴、温州和台州的环境水样按实验方法测定，测定结果及加标回收率见表2。表2水样中铬()的含量和加标回收率Table 2 Cr (VI) in the water content and labeled recovery experiments样品测得值/gL-1加标量/gL-1加标后测定值/gL-1回收率/%舟山水样0.75.05.4 94.010.010.9 10250.049.8 98.2嘉兴水样15.35.020.7 10810.024.6 93.050.064.3 98.0温州水样5.55.010.2 94.010.014.6 91.050.056.0 101台州水样1.25.06.1 98.010.011.1 99.050.052.1 1023 结论本实验建立一种简单、快速、灵敏、选择性强的流动注射分析方法，利用铬()和二苯碳酰二肼显色反应，溶液在540nm波长处有最大吸光值，显色程度与铬()浓度线性相关。该法在设定的最佳条件下，Cr()浓度在0400.0g/L范围内与显色程度有良好的线性关系，线性方程为y=0.01255x-0.00401，相关系数r为0. 99998，相对标准偏差RSD为0.59%，该法的检出限是0.4g/L。应用该方法对渔业环境水样的六价铬含量进行测定，加标回收率为91.0%108%，取得了令人满意的结果。参考文献： 1 李响.铬与健康的关系J. 中国疗养医学,2004 ,13( 4) : 237-2382 孟紫强.环境毒理学M . 北京: 中国环境科学出版社,2000：141-1463 国家环境保护部. GB/ T 7467- 1987 水质: 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法S . 北京：中国环境科学出版社,2002.4 曹莉敬,杜宝中,杨百勤.恒电流库仑法测定制革废水中铬(VI) J ,中国皮革,2002,23( 1) : 3-55 肖明波,黄卓尔,周树杰等火焰原子吸收法测定高色度含铬废水中的六价铬J . 分析实验室,2008,27( 7) : 62-726 Mohammad Abul HossainOptimization of parameters for Cr(VI) adsorption on used black tea leavesJ. J Chromatogr Sci,2005,43( 2) : 98-1037 沈兵,王练,奚奇辉等高效液相色谱法测定皮革中的六价铬J. 中国皮革,2008,37( 11) : 39-418 王柏松,万俊生,丁富新等铬形态离子的毛细管电泳分离测定J. 分析测试学报,2006,25( 6) : 56-599 冯素玲,王瑞勇,樊静催化荧光法测定痕量铬(VI) J . 分析化学,2000,28( 1) : 61-6310 曹凤梅,张新申,赵欢欢等.流动注射分析法测定制革排放污水中的铬(VI) J . 化学研究与应用,2011,23 (3):381-383.11 肖靖泽,赵萍,陈金辉.流动注射分光光度法测定水中痕量六价铬的研究J . 生命科学仪器,2007,06:92-94.12 周日东,陈秀惠,郑倩清等. 流动注射分析法与分光光度法测定水中六价铬的比较J . 职业与健康,2008,24(13): 1256-1257.13 薛斌,李月华, 白晓琳等.可见分光光度法对水样中痕量Cr()和Cr(VI)的同时测定J. 沈阳工业大学学报,2004,26(1):117-120.14 何燕,李蛟. 在线板状液膜萃取富集流动注射分光光度法测定水中六价铬J . 光谱实验室, 2005, (5): 83-85.15 崔英,吕建晓.溴酸钾-鲁米诺体系流动注射化学发光法测定铬() J. 冶金分析,2009 ,29 (12) :25-28.16 隋智慧,强西怀.流动注射光度法测定制革废水中微量铬() J . 中国皮革,2002 ,31 (17) :1-2. Determination of hexavalent chromium in water sample by fast flow injection spectrophotometryLI Fei1,2, WANG Yang2*, ZHANG Cheng2, HUANG Cheng2 (1. College of Animal Sciences Zhejiang University , Hangzhou 310058, China; 2.Zhejiang Provincial Fishery Quality Testing Center, Hangzhou 310012, China )Abstract: The study aimed to establish a Flow Injection Analysis ( FIA) detection method of Chromium () in water samples. Chromium () can cause a colour reaction with the Diphenyl carbazide（DPC） which has the maximum absorption wavelength at 540 nm and there was a linear relationship between the degree of color and chromium () concentration. Analysis time of a single sample was 133s and frequency of determination was 27 samples / h. The range