水处理剂聚合硫酸铁中六价铬的检测方法探讨

1、中国卫生检验杂志2010年6月第20卷第6期 C h i nese Jou rnal ofH ea l th Laboratory Technol ogy , Jun 2010; Vo l20 N o 61275论著水处理剂聚合硫酸铁中六价铬的检测方法探讨樊正, 张荣(安徽省马鞍山市疾病预防控制中心, 安徽马鞍山 243000摘要 目的:探讨水处理剂聚合硫酸铁中六价铬的检测方法, 提高分析结果的准确性。方法:用2m ol/L氢氧化钠溶液对样品进行前处理, 采用石墨炉原子吸收法测定六价铬含量并找出最佳实验条件。结果:线性范围0 g /L50 g /L,相关系数为0 9998, 检出限为0 049

2、 g /L,相对标准偏差为1 73%3 39%, 回收率为94 5%, 最佳灰化温度1100 、原子化温度2600 。结论:方法具有操作简便、快速、检出限低、灵敏度高、结果准确等优点, 适合于水处理剂聚合硫酸铁中六价铬的测定。关键词 水处理剂; 聚合硫酸铁; 六价铬; 氢氧化钠; 石墨炉原子吸收法中图分类号 O 657 31 文献标识码 A 文章编号 1004-8685(2010 06-1275-04Deter m ination of hexavalent chro m i n water treat m ent che m icals -poly ferric s ulfateFAN Zh

3、eng, Z HANG Rong(M aanshan Center f o r D isease Contro l and P reventi on , M aanshan 243000, Cha i nAbstract O bjective :T o develop a m et hod f o r deter m i nati on o f hexav alent chrom i n wa ter trea t m ent che m ica ls-poly ferr i c sulfate and advance t he verac it y of the results M etho

4、d s :T he pre trea t m ent was pe rfor m ed usi ng 2m o l/Lsod i u m hydrox i de so l u -ti on , G raphite fu m ace atom ic abso rpti on spectrome try w as used to dete r m ina ti on of hexava l ent chro m i n this study and the best ex -per i m enta l cond iti ons w as f ound R es u lts :T he li ne

5、a r range w as 0 g /L50 g /L, T he co rre l a ti on coeffi c i ent was 0 9998 T he li m its o f de tecti on w as 0 049 g /L The RS D was 1 73%3 39% The rate of recove ry w as 94 5% T he best c i nera ti on te mper -a t ure was 1100 , atom iza tion te m pe rature was 2600 Conc l u sion :The m et hod

6、has advantages o f si m ple operation , fast deter -m i nati on , l ow li m it o f detecti on , high sensiti v ity as w ell as accu rate resualts , and t herefore is su itab l e fo r de ter m i na ti on o f hexava -len t chro m i n w ater treat m ent che m ica ls-poly ferric suifa te K ey words W a

7、ter treat m ent che m icals ; Po l y ferr i c sulfa te ; H exava lent chro m; Sod i u m hydrox ide ; G raph ite fu m ace a t om i c absorpti on spec trom etry在地球上不存在天然元素铬。多数铬化合物作为卤化物、氧化物或硫化物而存在1, 虽然铬的氧化状态由-2价到+6价, 但重要的化合价为0、+2、+3和+6价。三价铬存在于大部分食物中, 是人和动物必需的一种微量元素, 毒性很低, 性质稳定, 在正常的糖、脂和蛋白质代谢中起着重要作2用, 而

8、六价铬则对人体有害, 其毒性比三价铬高100倍, 且易被人体吸收并在体内蓄积, 导致肝癌, 因此测定六价铬具有重要意义。目前水处理剂聚合硫酸铁中六价铬测定的国标方法4是原子吸收法, 但实际工作中发现该方法的样品处理颇为棘手, 以致实验的回收率5和测定结果偏低。为此, 本文在参考有关文献68和做了部分实验的基础上对国标法的样品处理进行了改进, 并对石墨炉原子吸收法测定六价铬的实验参数进行探讨。1 材料与方法1 1 原理用2m ol/L氢氧化钠溶液调节p H 至11, 使Cr 3+、F e 3+、Fe 生成氢氧化物沉淀弃去, 用石墨炉原子吸收法测定六价铬。2+31 2 仪器原子吸收分光光度计(Z

9、-2700日立公司; 铬空心阴极灯(河北宁强光源公司制造; 热解涂层石墨管(德国; 1/万电子天平; 电热板。1 3 试剂实验用水比电阻18 2M c m25 ; 所用试剂均为分析纯; 六价铬标准贮备液:100 g /m, l 购于国家标准物质研究中心, 批号GB W (E 080257, 六价铬标准使用液:1 00 g /m , l 临用前用高纯水逐级稀释六价铬标准贮备液至此浓度; 2m o l/L氢氧化钠溶液; 六价铬标准样品, 购于国家环保总局标准样品研究所, 编号203328。1 4 实验步骤1 4 1 试样预处理 精确称取液体试样2g 或固体试样1g , 置于250m l 烧杯中,

10、加25m l 水溶解, 缓慢加入2m o l/L氢氧化钠溶液调节p H 至11, 于电热板上加热保持微沸, 至体积减少到20m l 左右取下, 趁热用干滤纸过滤于50m l 容量瓶中, 用热水洗涤烧杯及沉淀数次, 收集滤液, 冷却后定容至刻度, 待测。同时做空白及加标回收。1 4 2 标准系列配制 取六价铬标准应用液(m l 0 00、0 05、0 10、0 25、0 50、1 00、2 00、2 50分别于50m l 容量瓶准系列( g /L 分别为0 、1 00、作者简介 樊正(1965-, 女, 大学, 主管检验师, 主要从事卫生理化检验工作。1276中国卫生检验杂志2010年6月第20

11、卷第6期 Ch i nese J ournal ofH ealt h Laboratory T echnology , J un 2010; V ol 20 No 62 00、5 00、10 00、20 00、40 00、50 00。1 4 3 仪器条件 波长:357 9n m; 灯电流:9 0mA; 狭缝:0 4n m; 测量模式:峰高; 背景扣除方式:塞曼扣背景; 进样量20 ; l 自动进样。石墨炉升温程序见表1。表1 升温程序项目温度( 斜坡时间(s 保持时间(s 氩气流量(ml/s干燥阶段9011055200灰化阶段1100040200原子化阶段26000530净化阶段2700042

12、002 2 检出限在本实验条件下, 对标准曲线零管连续进行20次测量, 按DL =3SD /K计算检出限, 六价铬的检出限为0 049 g /L,见表3。表3 六价铬检出限测定结果( g /L (n =20 测量次数12345吸光度0 00150 00130 00100 00110 00120 00090 00110 00100 00120 0013测量次数吸光度0 00140 00120 00150 00130 00110 00120 00100 00090 00110 00121 4 4 测定 开机, 设定仪器最佳条件, 预热空心阴极灯, 稳定15m i n 后开始测定, 先测标准系列后测

13、样品, 仪器自动绘制标准曲线, 计算回归方程。1 4 5 结果计算 (Cr 6+ =m 2V 2/m1V 1式中:(Cr 6+ 样品中六价铬的含量, g /gm 2 从标准曲线上查得六价铬的含量, g m 1 样品质量, gV 2 样品制备时定容体积, m l V 1 测定用样品溶液的体积, m l 2 结果2 1 线性范围六价铬线性范围为0 00 g /L50 00 g /L, 相关系数为0 9998, 任意一次标准曲线的吸光度值及仪器自动绘制的曲线图见表2、图1表2 六价铬线性范围实验结果加标浓度( g /L0 0001 002 005 0010 0020 0040 0050 00注:回归

14、方程:Y=1 06988 10-2678910SD=1 7434 10-4DL=0 049(K=1 06988 10-22 3 精密度试验按本实验条件分别对浓度为5 00 g /L、40 00 g /L的六价铬标液及某一聚合硫酸铁样品中六价铬的含量重复测定11次, 计算六价铬的相对标准偏差RSD 即精密度分别为3 39%、1 73%、2 99%, 见表4。表4 精密度实验结果(n =11测定结果( g /L测定次数5 00( g/L4 754 975 044 785 185 245 154 874 825 115 004 990 16933 3940 00( g /L40 5841 3840

15、0539 4339 1441 1039 9540 2140 8839 7639 9540 220 69561 73聚合硫酸铁样品0 9660 9380 9541 0241 0160 9840 9960 9761 0100 9920 9420 9820 029352 99吸光度0 00150 01090 02020 04960 10310 20410 42350 5376x-2 36829 10, r =0 9998-32 4 准确度试验2 4 1 回收率的测定 在线性范围内, 对同一聚合硫酸铁样图1 六价铬的标准曲线液, 应用6中国卫生检验杂志2010年6月第20卷第6期 C h i nese

16、 Jou rnal ofH ea l th Laboratory Technol ogy , Jun 2010; Vo l20 N o 61277次, 计算其平均回收率, 结果见表5。表5 加标回收率结果(n =6本底值( g /L0 982加标量( g /L1 005 0020 00测得值( g/L1 8335 67119 965回收率(%92 4894 8095 1594 1平均回收率(%C r(OH 3 +N aOH, 从而使得三价铬与六价铬分离, 氢氧化钠的浓度过低, 使得加入的体积增大不利于下一步的操作, 实验证明使用2m o l/L氢氧化钠溶液代替氨水较好。3 1 4 先定容后过滤

17、。因为Cr 6+易被吸附, 定容后再过滤就会有部分Cr 6+留在滤纸和沉淀上, 这也是导致回收率和测定结果偏低的原因, 所以改为先过滤后定容, 并用热水洗涤沉淀和滤纸数次, 收集滤液。3 2 干燥过程的参数(温度、时间 选择干燥条件的选择直接影响分析结果的重现性10, 通常干燥温度可选择在溶剂的沸点附近, 干燥时须避免试液猛烈地沸腾、流散或飞溅。本文根据Z -2700的特点, 采用斜坡缓慢升温并延长干燥时间, 即起始温度为90 , 斜坡5s 升至110 , 保持5s , 取得了较理想的效果。RS D (% 1 152 4 2 标准物质的测定 应用本法测定标准样品中六价铬的含量, 重复测定6次,

18、 结果见表6。表6 标准物质的测定结果(n =6标准样品编号203328标准值(mg /L0 120 0 005测定值(mg /L0 122, 0 119, 0 1190 120, 0 118, 0 119s (mg /L3 3 灰化过程的参数(温度、时间 选择灰化的目的是保证在待测元素没有明显损失的前提下, 尽量分解、蒸发共存的有机物和低沸点的无机物, 以去除或降低基体以及产生背景吸收干扰, 因此灰化的温度和时间是石墨炉原子吸收分析中最重要的参数10, 须通过实验确定。具体方法是:选择好最佳干燥参数及原子化参数(可暂使用推荐值, 在铬元素可能蒸发损失的温度附近, 以100 的间隔测定加标(2

19、0 g /L 样品的吸光度, 吸光度值快速下降处的温度即是最佳灰化温度, 绘制吸光度与灰化温度曲线, 见图2, 可见1100 , 40s 是最佳灰化参数。0 1195 1 378 10-32 5 两种方法的对照将上述做回收率测定的3组加标样品处理液, 用二苯碳酰二肼(DPC 法测定, 结果见表7, 结果表明两种方法无显著性差异。表7 两种方法的对照本底值( g/L0 982加标量( g /L本法测得值( g/L1 005 0020 001 8335 67119 965D P C 法( g/L<4 05 56219 841图2 灰化温度-吸光度曲线3 讨论3 1 试样预处理实际工作中发现G

20、B14591-2006中六价铬的测定有以下不妥之处:3 1 1 取样量过大。以致加碱后生成太多沉淀, 不利于过滤, 过多的沉淀又加大对六价铬的吸附, 导致回收率和测定结果偏低。实验证明石墨炉原子吸收法测六价铬称取液体试样2g 或固体试样1g 即可。3 1 2 使用甲基红指示剂。由于聚合硫酸铁本身呈红褐色(液体 或淡黄色(固体, 甲基红加入后根本无法看到酸式色和碱式色变化, 因此实际工作中不加甲基红指示剂。3+3 1 3 使用氨水调节p H 。因为加碱或氨水都能使C r 、3+2+Fe 、F e 生成相应的灰蓝色、红棕色、白色氢氧化物沉淀(白3 4 原子化过程的参数(温度、时间 选择原子化温度是

21、由待测元素及其化合物的性质所决定的。过高的原子化温度反而会降低灵敏度, 并缩短石墨炉的使用寿命, 在保证获得最大原子吸收信号的条件下, 尽量使用较低温度11, 最佳原子化温度也是通过实验确定的。具体方法是:先固定干燥参数与灰化参数, 在铬元素可能原子化的温度附近, 以100 的间隔测定加标(20 g /L 样品的吸光度, 吸光度值最大处即为最佳原子化温度, 绘制吸光度-原子化温度曲线, 见图3, 可见, 2600 /5s 为最佳原子化参数。色很快被空气氧化成红棕色 9, 而氨水易挥发、具有强烈的刺激性臭味, 易污染环境, 损害实验人员的健康, 所以认为使用氨水不妥, 考虑氨水的p H 值约等于

22、11及新沉淀出来的F e (OH 3可以溶于浓碱溶液中生成铁( 酸盐9, Fe(OH 3+N aOH (浓 =N aF e O 2+2H 2O, 所以改用2m ol/L氢氧化钠溶液代替氨水调节p H 至11, 在此介质中虽存在如下反应9:C r (OH 3+N aOH =N aCrO 2+2H 2O, 但N aC r O 2在沸水中可以完 全水解, 析出灰蓝色的C r(OH 3沉淀9:N 2+2H 2O煮沸图3 原子化温度-吸光度曲线3 5 净化过程参数(温度、时间 选择此过程温度应比原子化温度略高100 , 时间3s5s 。本文在净化过程采用通氩气, 以2700 /4s 取得了较好的实验效果

23、。(下转第1538中国卫生检验杂志2010年6月第20卷第6期 Ch i nese J ournal ofH ealt h Laboratory T echnology , J un 2010; V ol 20 No 6军训等其他聚集性活动, 限制人员进出; 学校原定开学时间推迟一周。 医疗救治:确诊病例、临床诊断病例和疑似病例均根据市级临床专家组意见决定治疗方式。 开展学生症状监测:每日将学生健康信息录入 杭州市学生健康监测与预警管理系统平台 中的学校症状监测信息系统, 实现学生症状信息动态化管理。 加强确诊病例、疑似病例和密切接触者的集中隔离观察和医学随访管理。配备专职管理责任医生, 做好

24、隔离治疗点内人员进出登记工作。做好被隔离人员的后勤保障工作。 学生心理危机干预。组织心理危机干预小分队进入隔离点, 对学生进行现场心理危机疏导。 学校教室、宿舍和食堂等公共场所加强通风, 开展预防性消毒。 采取多种形式在校内开展流感等呼吸道传染病健康教育活动, 安排辅导员对学生进行心理疏导, 消除学生恐慌心理。3 讨论通过现场流行病学调查和实验室检测, 可以确定本次疫情为甲型H 1N 1流感病毒引起的学校爆发疫情。本次疫情共发生病例73例, 涉及到32个班级和8个宿舍楼, 罹患率为5 14%, 咽拭子标本甲型流感病毒阳性率为85%, 大大高于同类研究报道3。与中小学流感疫情相比, 本次杭州高校

25、甲型H 1N 1流感爆发疫情呈现新的特点:1 舆论压力巨大。此次疫情爆发引起政府多个部门的高度重视, 同时各类网络、电视、报纸媒体对疫情进行大量的跟踪报道。2 防控时间紧迫:该起疫情暴发正值学校即将开学之际, 大量学生即将返校, 易感人群的涌入会加速疫情在学校内的传播蔓延, 因此必须在学生返校之前控制爆发疫情。3 学生心理危机。多数学生对甲流H 1N 1流感了解甚少, 对学校内发生的甲流疫情缺少心理准备, 部分学生出现焦虑恐慌的心理, 在校学生还通过手机短信、电话、学校BBS 网络造成紧张恐慌气氛在学生中蔓延。针对高校甲型H 1N 1流感爆发疫情新的特点, 本次疫情防控领导小组采取了一系列的甲

26、流防控措施, 包括充分调动学校人员疫情防控的积极性、严格控制学校内外人员的进出、流感确诊病例、疑似病例和密切接触者的集中隔离观察等相关措施, 取得了较好的防控效果, 大大缩短疫情流行的时间。与此同时, 本次疫情爆发后, 调查组为及时、有效监测学生的健康情况, 尝试采用杭州市学生健康监测与预警管理系统平台, 对该高校开展学生症状监测, 包括因病缺勤、发热、腹泻、呕吐、咳嗽、咽痛等指标。通过对学生症状自动汇总、统计分析, 有效的加强了信息在学校、疾控、医务人员三者之间的交流沟通, 并为及时研判流感防控效果提供了科学依据。另外本次疫情还首次安排心理干预小组对学生进行心理危机干预, 同时组织专家对学校辅导员进行指导, 由学校辅导员进一步开展学生心理安抚工作, 两者结合有效的缓解了学生心理压力, 及时遏制了恐慌紧张心理在学校内的传播蔓延, 避免了爆发疫情不良心理反应事件的发生。参考文献1张静, 杨维中, 郭元吉, 等 中国2001-2003年流行性感冒流行特征分析J 中华流行病学杂志, 2004, 25(6:461-4652中国疾病预防控制中心 甲型H1N1流感诊疗方案(2009年试行第一版 20