王璐,許巖
(大連市水產(chǎn)技術(shù)推廣總站,遼寧 大連 116023)
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,鉻及其化合物作為重要的化工原料廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),鉻化合物的消費量每年都在增加。在生產(chǎn)過程中不可避免地產(chǎn)生大量含鉻廢水[1]。鉻含有多種價態(tài),主要以三價和六價價態(tài)存在,其毒性與存在價態(tài)有關(guān)[2],通常認為六價鉻的毒性比三價鉻高100 倍[3]。一方面,過量鉻進入海洋,會在海洋生物體內(nèi)聚集[4],引起中毒或死亡,嚴重影響海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而且六價鉻對環(huán)境造成的危害具有持久性,很難消除;另一方面,過量鉻隨著食物鏈進入人體,危害人類健康[5],損害肝腎循環(huán),甚至嚴重損害神經(jīng)組織[6-9],對于海洋生物體攝入量較高的沿海居民來說,風(fēng)險尤其大[10-11]。目前,六價鉻已作為水和廢水例行監(jiān)測中的一項重要指標,是第一類污染物。六價鉻的測定有多種方法,二苯碳酰二肼分光光度法因具備干擾少、操作簡單、靈敏度高、適用范圍廣和線性范圍寬等特點,被作為測定水體六價鉻的經(jīng)典方法和常用方法[12],但方法適用范圍一般為地表水、地下水和工業(yè)廢水,不包括海水?,F(xiàn)采用二苯碳酰二肼分光光度法對海水中六價鉻含量的測定進行探討,以期為海水中六價鉻含量的測定提供技術(shù)支撐。
二苯碳酰二肼分光光度法的原理是在酸性溶液中,具有強氧化性的六價鉻會將二苯碳酰二肼氧化成為二苯縮二氨基脲,并進一步和六價鉻的還原產(chǎn)物三價鉻發(fā)生反應(yīng),生成紫紅色絡(luò)合物,在540 nm 波長處有最大吸收,從而測定海水中六價鉻的含量。
(1)儀器。上海光譜723 型可見分光光度計。
(2)試劑。硫酸(優(yōu)級純)、磷酸(優(yōu)級純)、二苯碳酰二肼(優(yōu)級純)和丙酮(優(yōu)級純)均購自天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司。測定過程中,除另有說明外,試驗中所使用的水均為超純水,所有試劑不含鉻。六價鉻單元素標準溶液[GBW(E)080257]來自中國計量科學(xué)研究院,水質(zhì)六價鉻標準樣品(GSB 07-3174-2014),質(zhì)量濃度為(0.075±0.004)mg/L,來自原環(huán)境保護部標準樣品研究院。
稱取0.2 g 二苯碳酰二肼,溶于50 mL 丙酮中,加水稀釋至100 mL,搖勻,貯存于棕色瓶,放置于冰箱中。若顏色變深,不能使用。
(1) 標準曲線。分別準確移取 0.0,0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,4.0,6.0,8.0 和 10.0 mL 已 稀 釋 100倍的六價鉻單元素標準溶液于10 支50 mL 具塞比色管中,用水稀釋至標線,制備一系列濃度范圍的含六價鉻標準溶液。加入0.5 mL 硫酸溶液(1+1)和 0.5 mL 磷酸溶液(1+1),搖勻。加入 2.0 mL 顯色劑,搖勻5~10 min 后,在540 nm 波長處,分別用10 和30 mm 比色皿,以水為參比,測定吸光度(Abs),扣除空白試驗測得的吸光度后得到試驗標準曲線。
(2)樣品測試及加標回收率試驗。對六價鉻標準樣品和多份海水樣品進行測定,并選取實際樣品進行加標,加標量為 0.002,0.020 和 0.120 mg/L,重復(fù)試驗6 次,計算加標回收率。
(3)準確度、精密度和定量限。根據(jù)1.3(2)中得到的樣品測試值,與標準值進行比較,并計算相對標準偏差(RSD)。連續(xù)測定試劑空白10 次,依據(jù)測量值標準差3 倍與標準曲線斜率比值所對應(yīng)的濃度確定定量限。
(4)測定時間與穩(wěn)定性。選取1.3(1)中六價鉻標準溶液高、中、低3 個點進行連續(xù)測定,記錄吸光度值,觀察其波動情況,進一步確定標準溶液測定最佳時間和存放時長。
10 和30 mm 比色皿測得的各六價鉻吸光度見表 1,兩組 ρ(六價鉻)為0.000~0.200 mg/L 時與吸光度均呈良好線性關(guān)系,10 mm 比色皿測得曲線方程為 y=0.614 1 x-0.000 7,r=0.999 2,30 mm 比色皿測得曲線方程為y=1.848 7 x-0.003 4,r=0.999 7。低濃度范圍內(nèi),10 mm 比色皿測定靈敏度較低,同時最高濃度點吸光度值示數(shù)較低,考慮到海水中六價鉻含量一般較低,為方便試驗,選擇30 mm 比色皿進行測定,并利用測得的線性方程進行結(jié)果分析。
表1 六價鉻的吸光度及線性方程
按試驗方法測定了樣品,結(jié)果如表2 所示,9 份海水樣品的六價鉻質(zhì)量濃度為0.004 0~0.020 8 mg/L,均在2.1 所得的線性曲線范圍內(nèi)。所得準確度、精密度和定量限結(jié)果見表3 和表4,測定結(jié)果均在標準值范圍內(nèi),其RSD 均不超過5%,方法定量限為0.001 3 mg/L。
表2 不同海水樣品試驗結(jié)果
表3 準確度和精密度試驗結(jié)果
表4 定量限試驗結(jié)果
回收率見表5,在樣品中加入低、中、高濃度標準源液,其整體回收率為85%~115%,3 個梯度的平均回收率分別為95%,97%和93%,在可接受范圍內(nèi),說明試驗結(jié)果比較理想。
表5 回收率試驗結(jié)果
標準曲線配置后進行連續(xù)吸光度值測定,結(jié)果如表6 所示。在標準曲線配置后15 min 內(nèi),3個濃度均可達到最大吸光度值且比較穩(wěn)定,30 min 時高濃度標準點吸光度值略有下降,超過30 min 之后,吸光度值變化較為明顯。因此,為使試驗結(jié)果更準確,建議標準曲線在配置后15~30 min 內(nèi)完成測定,同時考慮到反應(yīng)充分性,以靜置5~10 min后測定為宜。
表6 標準測定時間和穩(wěn)定性試驗結(jié)果
試驗表明,二苯碳酰二肼分光光度法測定海水中六價鉻含量,檢測成本低、操作簡單、準確度高、重現(xiàn)性好,此外,線性關(guān)系、定量限、精密度、準確度和回收率能夠得到保證,適用于海水中六價鉻測定,為今后對試驗條件的優(yōu)化提供了參考。