歐朝鳳，徐文華，馮鵬飛，陳 斌，陸 晶，孫浩淼

（浙江環(huán)茂自控科技有限公司，浙江 杭州 310052）

總鉻自動在線檢測儀測定水樣中總鉻含量

歐朝鳳，徐文華，馮鵬飛，陳 斌，陸 晶，孫浩淼

（浙江環(huán)茂自控科技有限公司，浙江 杭州 310052）

采用總鉻自動在線檢測儀測定水樣中的總鉻含量。測定5 mL水樣的最佳實驗條件為：過硫酸鉀質(zhì)量濃度為2.0 g/L的過硫酸鉀溶液加入量1.0 mL，濃度為0.01 mol/L的硫酸加入量1.0 mL，二苯碳酰二肼質(zhì)量濃度為2 g/L的顯色劑加入量1.0 mL。該方法的檢測范圍為0.01～2.50 mg/L，檢出限為0.01 mg/L。方法的加標回收率為97.5%～103.8%，相對標準偏差為1.17%～1.27%。

重金屬污染；鉻；在線檢測；分光光度法；二苯碳酰二肼；分析方法

鉻廣泛存在于自然環(huán)境中，是國內(nèi)污染源重金屬監(jiān)測的主要因子之一。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，特別是電鍍、制革和紡織等行業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生了大量含鉻工業(yè)廢水，造成了嚴重的環(huán)境污染。一些發(fā)達國家為降低水資源的污染程度，已大力推廣使用廢水在線監(jiān)測儀，并已形成了環(huán)境監(jiān)測儀器產(chǎn)業(yè)。近年來，國內(nèi)也開始重視對現(xiàn)代化檢測設(shè)備的研究，以提高水質(zhì)污染物的檢測水平。總鉻在線監(jiān)測儀按原理可分為分光光度法［1］和電化學(xué)法［2-3］兩大類。電化學(xué)法檢測限較低，測試靈敏度較高，但影響因素較多，條件較難控制，測試的重復(fù)性較差，同時電極再生等維護較麻煩；分光光度法準確可靠，靈敏度較高，操作簡單，成本低廉，可廣泛應(yīng)用于多種水質(zhì)（如河水、地表水和工業(yè)廢水）的在線監(jiān)測。

本工作以過硫酸鉀為氧化劑，采用二苯碳酰二肼分光光度法，利用自制的總鉻自動在線檢測儀測定水中的總鉻含量。從水樣導(dǎo)入至總鉻質(zhì)量濃度計算的全部過程均由自動在線檢測儀控制完成，實現(xiàn)了總鉻含量監(jiān)測的自動化。

1 實驗部分

1.1 試劑和儀器

二苯碳酰二肼、過硫酸鉀、硫酸、氫氧化鈉：分析純。

總鉻標準貯備液：上海市計量測試技術(shù)研究院，以三氯化鉻配制的總鉻質(zhì)量濃度為1 000.0 mg/ L的溶液，臨用時用蒸餾水逐級稀釋。

顯色劑：稱取2 g二苯碳酰二肼溶于500 mL丙酮中，用蒸餾水定容至1 L，貯于棕色瓶中，備用。

過硫酸鉀溶液：稱取2.0 g過硫酸鉀溶于100 mL蒸餾水中，加入2 g氫氧化鈉，用蒸餾水定容至1 L。

實際廢水：取自某印染廠廢水處理車間。

總鉻自動在線檢測儀：自制，由蠕動泵、多聯(lián)體閥、檢測裝置、LED光源及顯示屏等部件組成；AL104型電子天平：梅特勒-托利多公司。

1.2 測定原理

在堿性條件下，水樣中的Cr（Ⅲ）可被過硫酸鉀氧化為Cr（Ⅵ）［4］。Cr（Ⅵ）與二苯碳酰二肼發(fā)生反應(yīng)，生成紫紅色絡(luò)合物，進而顯色。

1.3 測定方法

在總鉻自動在線檢測儀中，通過蠕動泵先后推入5 mL總鉻標準液、一定量過硫酸鉀質(zhì)量濃度為2.0 g/L的過硫酸鉀溶液，在比色皿中混合均勻，在105 ℃下加熱10 min，降溫至70 ℃，加入一定量濃度為0.01 mol/L的硫酸，反應(yīng)10 min后降溫至30℃。加入適量的硫酸既能中和過量的堿，還可促使過量的過硫酸鉀分解［5］，且為后續(xù)顯色反應(yīng)提供酸性環(huán)境。向混合溶液中加入一定量二苯碳酰二肼質(zhì)量濃度為2 g/L的顯色劑，反應(yīng)10 min后取上清液在單波長540 nm光源的照射下測定溶液吸光度（A）。

2 結(jié)果與討論

2.1 過硫酸鉀溶液加入量對吸光度的影響

在總鉻質(zhì)量濃度為2.50 mg/L、硫酸加入量為1.0 mL、顯色劑加入量為1.0 mL的條件下，過硫酸鉀溶液加入量對吸光度的影響見圖1。由圖1可見：隨過硫酸鉀溶液加入量的增加，吸光度先增大后減小；當硫酸鉀溶液加入量為1.0 mL時，吸光度最大。這可能是由于當過硫酸鉀溶液加入量過大時，會對絡(luò)合物起到漂白作用。因此，選擇過硫酸鉀溶液的加入量為1.0 mL。

圖1 過硫酸鉀溶液加入量對吸光度的影響

2.2 硫酸加入量對吸光度的影響

在總鉻質(zhì)量濃度為2.50 mg/L、過硫酸鉀溶液加入量為1.0 mL、顯色劑加入量為1.0 mL的條件下，硫酸加入量對吸光度的影響見圖2。由圖2可見：當硫酸加入量由0.1 mL增至1.0 mL時，吸光度逐漸增大；繼續(xù)增加硫酸加入量，吸光度趨于穩(wěn)定。因此，選擇硫酸的加入量為1.0 mL。

圖2 硫酸加入量對吸光度的影響

2.3 顯色劑加入量對吸光度的影響

在總鉻質(zhì)量濃度為2.50 mg/L、過硫酸鉀溶液加入量為1.0 mL、硫酸加入量為1.0 mL的條件下，顯色劑加入量對吸光度的影響見圖3。由圖3可見：當顯色劑加入量由0.1 mL增至1.0 mL時，吸光度逐漸增大；繼續(xù)增加顯色劑加入量，吸光度趨于穩(wěn)定。這可能是因為當顯色劑加入量為1.0 mL時，溶液中的Cr（Ⅵ）已完全與二苯碳酰二肼發(fā)生反應(yīng)生成絡(luò)合物；繼續(xù)增加顯色劑的加入量，沒有更多的絡(luò)合物形成。因此，選擇顯色劑的加入量為1.0 mL。

圖3 顯色劑加入量對吸光度的影響

2.4 標準工作曲線

在上述實驗選定的最佳條件下，在總鉻質(zhì)量濃度為0.01～2.50 mg/L的范圍內(nèi)，以總鉻質(zhì)量濃度（ρ）為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準工作曲線，標準工作曲線見圖4。由圖4可見：總鉻質(zhì)量濃度與吸光度呈良好的線性關(guān)系，標準工作曲線方程為A=0.076 33ρ+0.086 53，相關(guān)系數(shù)為0.999（n=11）。按照HJ 168—2010《環(huán)境監(jiān)測 分析方法標準制修訂技術(shù)導(dǎo)則》［6］，計算得出該方法的檢出限為0.01 mg/L。

本方法與其他檢測方法的對比見表1。由表1可見，該實驗方法的檢測范圍較寬，線性相關(guān)性較好，檢出限較低，并且能對工業(yè)廢水進行自動在線監(jiān)測。

2.5 方法的回收率和精密度

在最佳條件下，采用本方法對印染廠采集水樣進行測定。方法的回收率和精密度見表2。由表2可見，該方法的加標回收率為97.5%～103.8%，相對標準偏差為1.17%～1.27%。由此可見，該方法具有良好的精密度和準確度。

圖4 標準工作曲線

表1 本方法與其他檢測方法的對比

表2 方法的回收率和精密度（n=6）

3 結(jié)論

a） 采用自制的總鉻自動在線檢測儀測定水樣中的總鉻。最佳實驗條件為：過硫酸鉀質(zhì)量濃度為2.0 g/L的過硫酸鉀溶液加入量1.0 mL，濃度為0.01 mol/L的硫酸加入量1.0 mL，二苯碳酰二肼質(zhì)量濃度為2 g/L的顯色劑加入量1.0 mL。

b）該方法的檢測范圍為0.01～2.50 mg/L，檢出限為0.01 mg/L。

c）該方法的加標回收率為97.5%～103.8%，相對標準偏差為1.17%～1.27%。

d）該方法與常規(guī)的水樣分析方法相比，具有檢測范圍較寬，線性相關(guān)性較好，檢出限較低，可應(yīng)用于環(huán)境中水樣的在線監(jiān)測等優(yōu)點。

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（編輯 王 馨）

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Determination of Total Chromium in Water by Automatic On-Line Analyzer

Ou Chaofeng，Xu Wenhua，F(xiàn)eng Pengfei，Chen Bin，Lu Jing，Sun Haomiao
（Zhejiang Huanmao Auto-Control Technology Co. Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310052，China）

The total chromium content in water was determined by an automatic on-line analyzer. The optimum experimental conditions for 5 mL water sample are as follows：the dosage of 2.0 g/L potassium persulfate solution 1.0 mL，the dosage of 0.01 mol/L sulphuric acid 1.0 mL and the dosage of chromogenic agent with 2 g/L of diphenyl hydrazine mass concentration 1.0 mL. The linear range is 0.01-2.50 mg/L and the detection limit is 0.01 mg/L. The standard addition recoveries of the method are 97.5%-103.8% and the relative standard deviations are 1.17%-1.27%.

heavy metal pollution；chromium；on-line determination；spectrophotometry；diphenylcarbazide；analysis method

X853

A

1006 - 1878（2015）02 - 0214 - 04

2014 - 09 - 11；

2014 - 12 - 15。

歐朝鳳（1980—），女，四川省西昌市人，碩士，工程師，電話 15858115590，電郵 ouchaofeng@163.com。