【《某社区河道中六价铬检测与评价分析》4900字】

I某社区河道中六价铬检测与评价研究摘要水质监测就是对水环境进行化学物质，悬浮物等监测、对底泥及生态系统开展有规律或无规律的监测作业，在这些铬中，六价铬由于其显着的毒性而引起了人们的广泛重视。据试验资料表明，六价铬在动植物体中非常容易富集，皮肤短期接触可引起过敏反应，长期暴露或者吸入可致癌，对人体危害极大，而过量六价铬还能显着致死水中生物，对周围环境具有长期危险性。所以对六价铬含量进行监测是当前水环境监测工作中的一个重点。文章将就目前国内水环境质量监测系统六价铬检测方法做一综述与分析，并采用立离子色谱-紫外检测器法，对宁波市社区河道六价铬的浓度进行了测定。关键词：水环境监测；六价铬；检测方法；可靠性目录TOC\o"1-3"\h\u174101前言 1270402常见六价铬的检测方法 1220552.1原子吸收光谱法 1201872.1.1火焰原子吸收光谱法 1262632.1.2石墨炉原子吸收光谱法 291602.2分光光度法 23162.2.1二苯碳酰二肼分光光度法 28242.2.2荧光光度法 3250662.3电化学法 3155752.4离子色谱法 362002.5高效液相色谱法 335943实验检测案例分析 4285133.1材料与方法 4130343.1.1仪器与试剂 4250443.1.2色谱条件 461353.1.3样品测定 4242213.2结果与讨论 4313443.2.1标准溶液色谱图 458443.2.2检测波长的筛选 5298223.2.3色谱条件的选择 5316603.2.4干扰试验 570523.2.5标准曲线及检出限 566223.2.6相对标准偏差 6190733.2.7实际样品分析及回收率 696004结论 616060参考文献 81前言水资源对于人类生存环境之重要，之珍贵，不言而喻。必须对水资源进行充分保护，水质监测是不可缺少的。水质监测对维护水环境健康起着举足轻重的作用，其中，最主要的是考察水质指标。其中六价铬由于对周围环境的影响、动植物和人体健康的毒害，已被列入我国水环境优先污染物黑名单，以及我国的优先监测与管理等。六价铬化合物被用于包括冶金加工，电化学和皮革鞣制等领域、印染及其他工业中广泛应用，以及工业废水的处理、废气排入水及土壤环境，发生迁移与富集，因而给环境造成了长久的损害。六价铬在全球范围内已经被明确列为一种重要致癌物，污水排放国家标准规定：水质中铬的最大容许排放总量为1.5mg/L,六价铬的最大允许排放量为0.5mg/L,因此，快速，准确地分析检测方法研究受到了环境工作者的普遍重视。阐述了国内水环境质量监测系统六价铬的测试方法，对原子吸收分光光度法进行了分析、分光光度法，离子色谱法等适用性强，可靠性高，文中还对水质样品前处理方法作了论述。2常见六价铬的检测方法2.1原子吸收光谱法原子吸收光谱法原理气态化原子能对某一波长波谱进行选择性共振吸收，一种依据特征波长及受削弱程度，达到定性定量分析某元素目的。原子吸收光谱法由于检出限较低的特点、相对误差很小，干扰也很小、分析迅速，能自动化的优点，目前，已广泛应用于元素的定量分析检测，特别适用于无机元素的测试。2.1.1火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法具有很高的精密度、设备成本低廉，操作方便、用途广泛，特别适用于低浓度、高色度试样中六价铬含量的检测有明显优点。其中乙炔-空气火焰原子吸收法常用于六价铬含量测定。一般是将水质样品经过过滤或者消解之后喷射到富燃性乙炔空气火焰中，高温火焰作用下生成的铬基态原子选择性地吸收铬空心阴极灯所发出的357.9nm特征谱线，特定条件下，吸光度值正比于铬浓度。但是，铬很容易被氧化，致使它的原子化效率低下，测试灵敏度不高。谭凯峰等人研究了气体流量比例，增敏剂浓度等因素对铬信号产生影响，得出了优化条件，检测灵敏度显着提高。分析水质样品，研究发现，该标准曲线具有较好的线性，检出限显着提高，精密度，加标回收率均有明显提高。2.1.2石墨炉原子吸收光谱法将含铬试样灰化或者酸消解，注入石墨炉内，电热原子化之后，吸收了283.3nm的共振线，它的吸收值随元素含量的增加而增加的比例。石墨炉原子化技术使元素原子化效率显着提高，灵敏度比火焰原子化技术高3~4量级，灵敏度高达10-12~10-14g。另外它还有进样量小的特点、原子化温度可调、安全系数高等优点。但是它的分析范围比较狭窄、测定速度慢、检测费用昂贵、测定精度差、重现性较火焰法差。罗文平等人采用硝酸作基体改进剂、改善实验条件的途径等等，建立地表水痕量总铬检测方法，并对其检出限和精密度进行了测定、准确度达到了环境监测要求。2.2分光光度法分光光度法以被测物质自身或者在显色剂辅助下显色时，在可见波段内单色光吸收或者反射的光谱特性为依据，定量测定物质含量、定性分析或结构分析一种方法。六价铬会导致指示剂氧化显色或者褪色，吸光度和六价铬的浓度在某一范围内均满足比尔定律。当前，可用来进行分析的显色剂主要是偶氮类和荧光铜类、三苯甲烷类，等等，体系稳定性良好，灵敏度亦较高。由于大多数反应都在强酸性介质中进行的，共存干扰离子的作用不大，从而增强了该方法的选择性。2.2.1二苯碳酰二肼分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法在水中微量六价铬的测定中应用最为广泛、最简单的一种方法钟。酸性溶液条件下，六价铬可与二苯碳酰二肼作用，产生紫红色络合物，测量波长为540nm的吸光度，依据标准曲线，计算出对应六价铬含量。在实际的检测操作当中，因它操作简便，方法敏感、具有线性范围大，选择性强的优点，广泛应用于地表水的监测。但是在检测过程中容易受到酸度，显色剂等因素的影响、共存离子的干扰作用等等，致使它的显色不够稳定，测定结果较低。廖艺芬介绍了实验用水，显色温度、显色剂的保藏条件等方面的分析，为六价铬分光光度法的研究提供技术支撑。李婉梅用标准方法检测六价铬，从实验原理，仪器试剂等、水样的测定等问题的研究，对六价铬测定过程中操作注意事项及改进意见进行了展望。2.2.2荧光光度法荧光光度法测定含量，以待测样品荧光波长和强度为依据。与标准谱图的比较，即可以定性，定量地分析。荧光光度法的灵敏度比分光光度法高2~3及量级，且选择性强、操作方便。喻倩根据六价铬灭罗红霉素荧光，建立微量六价铬荧光分析新方法，其检出限为1.87×10-6mol/L,加标回收率高达98.9%，有很好的选择性。2.3电化学法电化学分析法一般将被测样品视为化学电池中不可分割的部分，根据电池部分电参数和待测样品含量或者浓度之间的关系，对电池进行分析测试。和其他检测方法相比，电化学法具有操作方便，灵敏度高，成本低，快速等特点、易于实现自动化并且不受测试样品颜色影响、混浊度影响，具有较大的优势。因无需复杂的样品分离，不管是在定性定量分析物质时，或是元素价态及物质形态分析时，均可自如运用于制革中、测定电镀废水中六价铬具有一定的现实意义。李靖等以二苯基碳酰二肼（DPC）分光光度法为基础，用六价铬和过量DPC进行反应，利用残余DPC在玻碳电极表面电化学行为，测量了水中微量六价铬浓度，开发出新型检测方法。2.4离子色谱法离子色谱法应用离子交换的原理，持续一对并存的各种阴、阳离子的一种分析方法。由于离子色谱法具有速度快，简洁明了，灵敏度高等特点，抗干扰强，并可实现多组数据的同步检测，所以，离子色谱法被运用到了人类生活中几乎所有的各个领域。在进行环境分析时，对水质进行分析是一个非常重要的环节。精确，快速离子色谱法测定海水，饮用水中、工业废水及其它分析都占有非常重要的位置，应用前景非常广阔。祁井利等建立了单柱阴离子色谱检测镀液中六价铬含量的分析方法。采用HPIC-CS5阴离子交换柱，用碳酸钠与碳酸氢钠混合液为流动相，电导检测器检测六价铬只需20min。该方法线性好、重复性好、回收率高。2.5高效液相色谱法目前，国内外检测六价铬的规范方法都是分光光度法，但是测定波长处会出现有色物质对测定的干扰，常常会使得检测结果偏高。高效液相色谱法的特点是用色谱柱进行分离，干扰显着减小，灵敏度提高。为此，用液相色谱法对六价铬进行了检测，不仅可以排除水样中的多种干扰，同时，也有效地提高了检测灵敏度。凌映茹论述了高效液相色谱法在生活饮用水六价铬直接测定过程中流动相、进样量选取对效果的影响等，确定出最佳色谱条件。线性关系在10~1000μg/L之间较好，方法定量限10μg/L,检出限3μg/L。该方法具有前处理速度快，灵敏度高等特点，结果准确、可靠，适用于测定生活饮用水中的六价铬含量。3实验检测案例分析3.1材料与方法3.1.1仪器与试剂DionexICS-1500离子色谱仪；Ulti-Mate3000紫外可见检测器；PE160型电子分析天平，超声波清洗机,0.22μm水相针式过滤器。Cr6以上单元素标准溶液:100mg·L-1分析纯硫酸铵、优级纯氨水；试验用水采用电阻率≤18.2Ω·cm超纯水。流动相溶液的制备:16.5g硫酸铵溶解于200mL去离子水，加7.7mL氨水，将混合均匀的去离子水定容到500mL,获得流动相溶液。Cr6以上的标准用液体：确将1mL100mg/LCr6+的单元素标准溶液吸收到容量为100mL的瓶内，采用超纯水定容到刻度，这种溶液的浓度是1mg/L。3.1.2色谱条件IonPacAS7分析柱（4mm×250mm）,IonPacAG7保护柱（4mm×50mm），柱温为30°C,流动相为250mmol/L硫酸铵150mmol/L氨水溶液，流量为0.5mL/min,进样环的体积是500μL,紫外检测波长在350nm处。3.1.3样品测定社区河道样品水样采用0.22μm水相针式滤器滤过，然后测定，若试样为酸性则需将1mmol·L-1氢氧化钠溶液调成中性或弱碱性。3.2结果与讨论3.2.1标准溶液色谱图质量浓度0.05mg/LCr6+标准溶液色谱图谱如图1所示。图1Ｃｒ６＋标准溶液的色谱图谱3.2.2检测波长的筛选采用紫外可见分光光度计，对10mg/L质量浓度Cr6+标准溶液进行全波长扫描，研究表明,260nm和350nm处存在2个显着吸收峰。采用1mg/L标准溶液，进样量为500μL,紫外可见检测器260nm波长及350nm波长左右的信号扫描表明Cr6+信号在350nm作用下响应强、基线稳定、峰形好、信噪比（S/N）536,而在260nm时，信号响应虽很强，但是它的信噪比达到了94,所以，选取检测波长为350nm。3.2.3色谱条件的选择参照六价离子色谱--柱后衍生可见光测定法进行测定[7-9]，我们选用IonPacAs7分析拄（4mm×250mm）作为分离柱,250mmol/L硫酸铵,150mmol/L的氨水溶液作为流动相，对其进行了分离研究。研究表明：流动相流速在0.5mL·min-1,Cr6+具有较好的分离效果和峰型。由于水类样品比较清洁，所以干扰小，选用500μL大体积进样，这就可以通过加大进样体积来减小该方法的检出限，也不会对Cr6+检测造成影响。3.2.4干扰试验参照国家标准生活饮用水（GB/T5750.6-2006）标准检测方法中二苯羰酰二肼法干扰离子测定试验表明50倍Cr6+Ni2+、Fe3+、MO6+、V5+等离子、10倍Cr6+Cr3+对Cr6+测定无明显干扰。3.2.5标准曲线及检出限准确吸取Cr6+标准使用液0.25mL,0.5mL,2.5mL,5.0mL,25.0mL置于50mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度，配制成0.005、0.01、0.05、0.1mg/L,0.5mg/L的标准系列溶液，按照1.2所述色谱条件进样。结果表明:Cr6+质量浓度在0.005~1.0mg/L范围内线性良好，回归方程:y=27.409x+0.1257,相关系数（r）为0.9999。通过信噪比（S/N=3）计算，本方法检出限0.3μg/L、定量限（S/N=10）1.0μg/L。3.2.6相对标准偏差选择0.01mg/L,0.1mg/L两种质量浓度等级标准溶液，连续进样六针，根据计算结果，相对标准偏差分别为4.1%与3.6%。3.2.7实际样品分析及回收率在所选择测定条件下，测试采集的10份南京不同区域的社区河道水样、20份涉水产品浸泡样及5份自来水样进行测定，河水和自来水样中未检测到Cr6+；一个浸泡样中检测到低浓度Cr6+,选取4个河水样,1个自来水样和检测到低浓度浸泡样，加标浓度为0.05mg·L-1。结果表明，加标回收率>95%，从实际样品谱图中可看出，地表水中基质对Cr6+检测没有明显的影响。图2社区河道水样0.05mg/L质量浓度水平加标谱图4结论总之，就水环境监测而言，六价铬检测十分必要。水体中六价铬不但对水环境造成了污染，还严重地威胁人体的健康。为此本文用二苯碳酰二肼分光光度法测定了水中六价铬的浓度，通过对六价铬的检测原理和效果进行分析，以水环境监测中六价铬为对象，在检验之前，需准备好有关的试剂及设备，水样的预处理，后按需要配置好需要的溶液，最后是检测，画出检测曲线，判断检测的可行性。本研究用离子色谱-紫外检测法检测社区河道水Cr6+含量。该方法简单易行，大体积进样时干扰小，需要的仪器配置方便、灵敏度较高，并且适用性好，适合有色水样或者浑浊度较高水样Cr6+检测。参考文献[1]张匡