陸國(guó)永 吳 悅 賴永忠，3，4

(1.廣東省汕頭生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，廣東 汕頭 515041；2.汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自然科學(xué)系，廣東 汕頭 515041；3.汕頭大學(xué) 海洋生物研究所，廣東 汕頭 515063；4.汕頭大學(xué) 廣東省海洋生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 汕頭 515063)

鉻是國(guó)家重金屬污染綜合防治“十三五”規(guī)劃中重點(diǎn)控制的重金屬之一，是我國(guó)最新要求重點(diǎn)防控的重金屬污染物之一[1]。六價(jià)鉻具有毒性，含六價(jià)鉻化合物被列入我國(guó)第一批有毒有害水污染物名錄，總鉻和六價(jià)鉻是污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中常見(jiàn)的一類污染物，是“最高人民法院和最高人民檢察院《關(guān)于辦理環(huán)境污染刑事案件適用法律若干問(wèn)題的解釋》”中提到的重要入刑依據(jù)，其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度應(yīng)受到足夠重視。環(huán)境樣品從采樣、運(yùn)輸、樣品前處理及檢測(cè)等環(huán)節(jié)，所用各種器皿、器材以及試劑等均可能帶入待測(cè)物，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度[2-6]。因此，應(yīng)盡量避免這些環(huán)節(jié)、用品存在待測(cè)物質(zhì)污染，以免增加檢測(cè)結(jié)果的不確定性，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果失真。文獻(xiàn)[5]發(fā)現(xiàn)，調(diào)查的4批次磷酸(來(lái)自4個(gè)生產(chǎn)商)中，來(lái)自3個(gè)磷酸生產(chǎn)商共3批次磷酸均存在明顯的鉻污染，使消解空白中存在明顯的鉻檢出；全程空白結(jié)果可監(jiān)控整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中各種器皿、試劑、儀器和環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，對(duì)全程空白結(jié)果的扣除可一定程度上降低或消除此類影響[2-3，5]。

當(dāng)采用二苯碳酰二肼分光光度法檢測(cè)六價(jià)鉻或總鉻時(shí)，涉及酸性高錳酸鉀氧化消解的樣品，均需對(duì)加磷酸后樣品進(jìn)行消解處理，磷酸中三價(jià)鉻將轉(zhuǎn)變?yōu)榱鶅r(jià)鉻而被檢測(cè)，因此需要注意不同來(lái)源磷酸可能帶來(lái)的鉻污染[5]。文獻(xiàn)[5]只比較了4家磷酸生產(chǎn)商共4個(gè)批次的磷酸，并不能代表國(guó)內(nèi)的基本情況。本研究收集了廣東省粵東4市(汕頭市、揭陽(yáng)市、梅州市、潮州市)轄區(qū)內(nèi)主要生態(tài)環(huán)境檢測(cè)機(jī)構(gòu)(包括各級(jí)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)站和第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu))所用磷酸，涉及9個(gè)國(guó)內(nèi)磷酸生產(chǎn)商，共16批次未開(kāi)啟的不同純度磷酸；調(diào)查了這些磷酸用于環(huán)境水質(zhì)中總鉻檢測(cè)時(shí)，帶入消解空白中的總鉻濃度，研究結(jié)果可提高水體檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，可為其他檢測(cè)機(jī)構(gòu)采購(gòu)磷酸提供重要參考，有利于提高檢測(cè)機(jī)構(gòu)間結(jié)果的可比性，為六價(jià)鉻和總鉻標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法修訂、濃磷酸產(chǎn)品質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)完善提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器

UV-2450型紫外/可見(jiàn)-分光光度計(jì)(日本島津公司)，F(xiàn)A1604S型電子天平(上海天平儀器廠)，KL-UP-Ⅲ-20型超純水機(jī)(成都唐氏康寧科技發(fā)展有限公司)，EG37C型微控?cái)?shù)顯電熱板(北京萊伯泰科儀器股份有限公司)。

1.2 主要試劑

六價(jià)鉻單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液(100 mg/L，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院)：用超純水逐級(jí)稀釋得到5.00 mg/L六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液,5.00 mg/L 六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液經(jīng)還原、稀釋后得到濃度為2.00 mg/L的三價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液[5]。

丙酮(分析純)、硫酸(優(yōu)級(jí)純)和高錳酸鉀(優(yōu)級(jí)純)均來(lái)自西隴科學(xué)股份有限公司(簡(jiǎn)稱“西隴”)。尿素(分析純)、亞硝酸鈉(純度為99.99%)和二苯碳酰二肼(分析純)分別購(gòu)自廣東光華科技股份有限公司(簡(jiǎn)稱“光華”)、上海阿拉丁生化科技股份有限公司和國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司(簡(jiǎn)稱“國(guó)藥”)。磷酸生產(chǎn)廠家包括：西隴、光華、國(guó)藥、廣州化學(xué)試劑廠、成都市科龍化工試劑廠、天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司，分別用A、B、C、D、E和F表示，其他3家來(lái)自成都和天津的供應(yīng)商則用G、H和I表示。

顯色劑：稱取0.400 g二苯碳酰二肼，溶于預(yù)加有50 mL丙酮的棕色試劑瓶中，攪拌使完全溶解后，瓶?jī)?nèi)加入50 mL超純水，混勻后放冰箱保存；使用時(shí)，每50 mL樣品加入1.00 mL此顯色劑。

硫酸(1+1)：在500 mL棕色玻璃瓶?jī)?nèi)，加入250 mL超純水，玻璃瓶在自來(lái)水水浴下緩緩加入250 mL濃硫酸，水平緩緩混勻并冷卻后備用。

磷酸(1+1)：在16支25 mL比色管內(nèi)，依次準(zhǔn)確移入濃磷酸和超純水各10 mL，每支比色管對(duì)應(yīng)一種來(lái)源及純度的磷酸，混勻后備用。

高錳酸鉀溶液(100 g/L)：稱取10.0 g 高錳酸鉀，溶于預(yù)加有100 mL超純水的棕色試劑瓶中，混勻。

尿素溶液(200 g/L)：稱取200.0 g 尿素，溶于預(yù)加有1 000 mL超純水的透明試劑瓶中，混勻。

亞硝酸鈉溶液(20 g/L)：稱取20.0 g 亞硝酸鈉，溶于預(yù)加有1 000 mL超純水的透明試劑瓶中，混勻。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)步驟

參照GB/T 7467—1987，轉(zhuǎn)移50 mL超純水或地下水樣品至50 mL比色管，用樣品定容至刻度，加入0.50 mL硫酸(1+1)。比色管內(nèi)樣品混勻后，轉(zhuǎn)移至100 mL燒杯，用少量超純水清洗比色管內(nèi)壁，清洗水匯入燒杯內(nèi)。燒杯內(nèi)加入0.50 mL磷酸(1+1)和1滴高錳酸鉀溶液，混勻后在210 ℃電熱板上消解至約20 mL，消解期間滴加適量高錳酸鉀溶液以保持紫紅色。

過(guò)濾：消解好的樣品冷卻后，通過(guò)慢速濾紙過(guò)濾至預(yù)加入1 mL尿素溶液的50 mL比色管內(nèi)，用少量超純水清洗燒杯內(nèi)壁，清洗液再用于沖洗濾紙內(nèi)沉淀，至少清洗3次，用水量以最后體積約45 mL為宜。

消除過(guò)量高錳酸鉀：比色管內(nèi)樣品混勻后，滴加亞硝酸鈉溶液，每滴1滴即混勻，停留片刻后觀察殘余高錳酸鉀顏色，直至紫紅色剛好消失。消除高錳酸鉀后的樣品溶液，靜止20 min后，定容至刻度，加入1 mL顯色劑，混勻后待測(cè)吸光度。

1.3.2 地下水檢測(cè)

地下水選擇汕頭市某國(guó)控網(wǎng)地下水，每種酸的消解方案重復(fù)4次。加標(biāo)實(shí)驗(yàn)中，使用F(GR級(jí))、G、H和I生產(chǎn)的磷酸時(shí)，樣品加標(biāo)濃度為10.0 μg/L總鉻，其余加標(biāo)濃度為5.0 μg/L，所有加標(biāo)實(shí)驗(yàn)重復(fù)4次?？傘t工作曲線繪制過(guò)程參考文獻(xiàn)[5]，定量方法采用雙波長(zhǎng)法[7]。

2 結(jié)果與討論

2.1 工作曲線及方法檢出限

總鉻的工作曲線參數(shù)詳見(jiàn)表1，得到的擬合直線方程為y=0.00245x-0.0004，線性關(guān)系r>0.9999。測(cè)定10個(gè)5.0 μg/L三價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)水樣，統(tǒng)計(jì)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差(S)，S乘以系數(shù)2.821得出總鉻的方法檢出限為1.2 μg/L。

表1 總鉻工作曲線

2.2 消解體系中總鉻來(lái)源分析

消解空白樣品中，可能帶入鉻污染的因素包括超純水、硫酸、磷酸、高錳酸鉀、燒杯、漏斗及濾紙，其主要污染來(lái)源為磷酸[5]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)只加入0.50 mL硫酸(1+1)時(shí)，消解空白結(jié)果為0.9 μg/L(表2)，加入1.00 mL時(shí)結(jié)果為1.5 μg/L，可見(jiàn)0.50 mL硫酸(1+1)帶入消解空白的凈總鉻濃度約為0.6 μg/L，剩余約0.3 μg/L總鉻則來(lái)自其他實(shí)驗(yàn)室器皿、耗材、試劑和環(huán)境等綜合污染。

樣品中加入不同來(lái)源、批次的磷酸后，消解空白中總鉻的濃度范圍1.7～20.0 μg/L，其中使用A、B、C、D和E生產(chǎn)磷酸的消解空白中總鉻濃度為2.0～4.2 μg/L，由F(GR級(jí))、G和H生產(chǎn)的磷酸6.8～9.8 μg/L，由I生產(chǎn)的磷酸則高達(dá)20.0 μg/L?？鄢姿嶂獾南庀到y(tǒng)污染(0.9 μg/L)后，F(xiàn)生產(chǎn)的AR和HPLC級(jí)磷酸導(dǎo)致消解空白中總鉻濃度由1.7 μg/L降至0.8 μg/L(<方法檢出限1.2 μg/L)；西隴產(chǎn)GR級(jí)磷酸(批號(hào)：190303 1)由1.8 μg/L降至0.9 μg/L(<方法檢出限1.2 μg/L)，AR級(jí)磷酸(批號(hào)：181203 1)由2.0 μg/L降至1.1 μg/L(<方法檢出限1.2 μg/L)；由A(AR級(jí)，批號(hào)：170614 2)、B、C、D和E生產(chǎn)磷酸導(dǎo)致消解空白中總鉻濃度(1.2～3.3 μg/L)大于等于本研究的方法檢出限(1.2 μg/L)，小于GB 7466—1987的方法檢出限4 μg/L。由上述內(nèi)容可知，使用不同來(lái)源的磷酸時(shí)，消解空白中總鉻的濃度差異明顯，而本研究結(jié)果可為檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)采購(gòu)磷酸提供重要參考。

使用A、B和D生產(chǎn)的較新批次磷酸所得消解空白中總鉻的濃度低于舊批次，其中A生產(chǎn)的較新批次AR級(jí)磷酸與GR級(jí)的非常接近；使用F生產(chǎn)的AR級(jí)和HPLC級(jí)磷酸結(jié)果均約為GR級(jí)的1/4；H生產(chǎn)的2個(gè)批次磷酸的結(jié)果一致(表2)；E和G存在關(guān)聯(lián)[5]，他們所產(chǎn)磷酸中，較新批次磷酸結(jié)果約是舊批次的2.8倍(表2)。可見(jiàn)，磷酸的純度與鉻的污染情況沒(méi)有相關(guān)性，推測(cè)磷酸內(nèi)總鉻含量的高低與原材料及生產(chǎn)工藝有關(guān)。

表2 不同來(lái)源磷酸對(duì)全程序空白結(jié)果的影響

表2結(jié)果說(shuō)明使用不同來(lái)源、批次的磷酸時(shí)，消解空白中總鉻污染主要來(lái)自磷酸。文獻(xiàn)[8]的研究結(jié)果顯示，本研究所用磷酸中并無(wú)明顯的六價(jià)鉻檢出(試劑空白濃度為0.3～0.7 μg/L)，說(shuō)明本研究發(fā)現(xiàn)的消解空白中總鉻主要組成為三價(jià)鉻。試劑中存在的三價(jià)鉻在直接顯色樣品中并無(wú)陽(yáng)性干擾，在加熱條件下可經(jīng)酸性高錳酸鉀氧化后轉(zhuǎn)化為六價(jià)鉻[9]，使得消解空白中存在不同濃度的檢出現(xiàn)象。使用有明顯鉻污染的磷酸，如果樣品間的用量未保持一致，將影響方法的準(zhǔn)確度和精密度，最終影響檢測(cè)機(jī)構(gòu)的公信力。

2.3 地下水中總鉻含量

采集汕頭市某國(guó)家網(wǎng)地下水樣品進(jìn)行總鉻檢測(cè)，以檢查使用不同來(lái)源、不同批次及不同純度等級(jí)磷酸對(duì)其結(jié)果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，扣除消解空白前，單獨(dú)使用0.50 mL和1.00 mL硫酸(1+1)消解的結(jié)果分別為3.0和3.8 μg/L，使用不同磷酸消解后的地下水中總鉻濃度為3.4～23.0 μg/L，均屬于明顯檢出水平，總體趨勢(shì)隨消解空白的增減而增減；所有消解方案的均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD分別為6.6 μg/L和74.7%，說(shuō)明使用不同來(lái)源磷酸結(jié)果的差異非常大。

扣除消解空白后，所有消解方案的地下水結(jié)果為1.2～3.0 μg/L，說(shuō)明地下水中總鉻濃度為輕微檢出。所有消解方案的均值和RSD分別為2.0 μg/L和20.0%，遠(yuǎn)小于扣除消解空白前的結(jié)果，說(shuō)明扣除消解空白后，使用不同磷酸所得結(jié)果間具有較好的可比性。

從地下水的結(jié)果說(shuō)明，在日常樣品消解過(guò)程中，應(yīng)至少安排2個(gè)同批次消解空白，實(shí)際樣品結(jié)果應(yīng)扣除消解空白結(jié)果；同時(shí)，當(dāng)方法重復(fù)性欠佳時(shí)，應(yīng)查找原因并解決問(wèn)題，特別是使用有總鉻本底污染的磷酸時(shí)，輕微的磷酸用量差異可能導(dǎo)致結(jié)果的明顯差別。

2.4 討論

實(shí)驗(yàn)證明，使用不同來(lái)源、相同來(lái)源但不同批次的磷酸，導(dǎo)致的消解空白中存在較大差異的總鉻本底。究其原因?yàn)闈饬姿岬纳a(chǎn)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中，并無(wú)總鉻要求，導(dǎo)致不同來(lái)源及不同批次的磷酸間存在較大差異的總鉻污染。

由于水質(zhì)六價(jià)鉻檢測(cè)中，復(fù)雜基體樣品需要通過(guò)“氫氧化鋅共沉淀—酸性高錳酸鉀消解法”進(jìn)行樣品前處理，與總鉻檢測(cè)一致，在消解前需加入硫酸和磷酸。因此，磷酸中總鉻污染問(wèn)題在六價(jià)鉻檢測(cè)中同樣存在，本研究結(jié)論對(duì)六價(jià)鉻檢測(cè)同樣適用。為了確保水體總鉻和六價(jià)鉻檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，以及確保檢測(cè)機(jī)構(gòu)間結(jié)果的可比性，建議在濃磷酸的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中增加總鉻含量要求，或者生產(chǎn)商開(kāi)發(fā)環(huán)保專用的磷酸，以確保使用后的消解空白中總鉻濃度滿足低于方法檢出限的通用試劑空白要求。

3 結(jié)論

本研究對(duì)粵東區(qū)域生態(tài)環(huán)境檢測(cè)機(jī)構(gòu)所用磷酸在水體總鉻檢測(cè)中的適用性進(jìn)行分析，共收集16批次產(chǎn)品，涉及9個(gè)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商。結(jié)果表明，在消解超純水時(shí)，使用不同來(lái)源磷酸的消解空白中總鉻濃度明顯檢出，且差異明顯；不同磷酸用于地下水檢測(cè)，地下水檢測(cè)結(jié)果隨磷酸中總鉻本底污染濃度的增加而增加，導(dǎo)致樣品結(jié)果的不確定性增加，需要扣除同步檢測(cè)的多個(gè)消解空白結(jié)果均值。建議濃磷酸的生產(chǎn)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中增加總鉻控制指標(biāo)，推出鉻檢測(cè)專用磷酸。