分光光度法檢測(cè)污水中重金屬六價(jià)鉻的改進(jìn)研究

劉兆，李偉，王云躍，孫若飛，王健

（河北冀衡集團(tuán)，河北 衡水 053000）

鉻的化合物有毒，尤其以六價(jià)鉻毒性最強(qiáng)，進(jìn)入人體會(huì)引起嘔吐、惡心和口角糜爛等疾病，甚至?xí)掳1]。含有鉻離子的工業(yè)廢水不經(jīng)正確處理，濃度超標(biāo)隨意排放，會(huì)給人們的生活和健康造成嚴(yán)重危害[2]。測(cè)定水質(zhì)中六價(jià)鉻含量的方法主要有電化學(xué)分析法、光譜分析法以及色譜分析法[3]。電化學(xué)分析法選擇性比較差；液相色譜法設(shè)備昂貴；光譜分析法衍生試劑的保存周期短，而且操作繁瑣，不能滿足日常的監(jiān)測(cè)需求。色譜分析法主要有原子吸收光譜法以及分光光度法，原子吸收光譜法只能測(cè)定出總鉻含量，無法測(cè)定鉻的價(jià)態(tài)，操作繁瑣；分光光度法操作快捷而簡(jiǎn)便，設(shè)備的價(jià)格適中，便于進(jìn)行普及使用，但顯色劑保存周期短，僅有七天[4]，且所用溶劑為易制毒化學(xué)品丙酮[5]，因此需改進(jìn)六價(jià)鉻的檢測(cè)方法。本課題擬用甲醇或無水乙醇代替丙酮，在顯色劑二苯碳酰二肼中加入乙酸乙酯增加其穩(wěn)定性，解決因氧化作用顯色劑保存周期短的問題。

1 試劑和儀器

二苯碳酰二肼、重鉻酸鉀、磷酸、硫酸、丙酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、硫酸鐵。

722G可見分光光度計(jì)、電子天平、通用庫侖儀。

2 分光光度法顯色原理

在酸性環(huán)境下，二苯碳酰二肼顯色液會(huì)與六價(jià)鉻發(fā)生顯色反應(yīng)，可用分光光度計(jì)測(cè)其顯色反應(yīng)后的吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣六價(jià)鉻的測(cè)定[5]。

3 實(shí)驗(yàn)部分

3.1 不同溶劑的顯色劑配制（表1）

表1 不同溶劑的顯色劑配制

取8支25 mL的比色管，分別使用移液管向其中加入 0.00 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、10.00 mL 的鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液[7]，0.50 mL 混酸溶液以及1.00 mL 顯色劑1，然后分別加入去離子水至刻度線處，搖勻。待靜置最佳反應(yīng)時(shí)間10 min 后，用1 cm的比色皿，以空白試劑作為參比溶液，在最大吸收波長(zhǎng)540 nm 處分別測(cè)量其在不同濃度下的吸光度值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。使用顯色劑2、3 替換顯色劑1，重復(fù)上述步驟。

3.2 顯色劑中加入穩(wěn)定劑的操作（表2）

表2 顯色劑中加入穩(wěn)定劑的操作

每隔一段時(shí)間觀察6種顯色劑顏色與形態(tài)變化，并用分光光度法檢測(cè)六價(jià)鉻濃度，與庫倫滴定檢測(cè)法[8]得出的結(jié)果做比較，確定加入穩(wěn)定劑是否有效果，能達(dá)到多長(zhǎng)時(shí)間的保質(zhì)期。

4 結(jié)果與分析

4.1 不同溶劑對(duì)顯色劑的影響

表3 以丙酮為溶劑的顯色劑1精密度分析

表4 以甲醇為溶劑的顯色劑2精密度分析

表5 以無水乙醇為溶劑的顯色劑3精密度分析

由表3、表4、表5可知，精密度檢驗(yàn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%，符合儀器分析的要求[9]，精確度相對(duì)較高，說明可以用甲醇或無水乙醇替代丙酮做顯色液的溶劑。

4.2 穩(wěn)定劑對(duì)顯色劑的影響

表6 顯色劑4的精密度分析

表7 顯色劑5的精密度分析

表8 顯色劑6的精密度分析

由表6、表7、表8 可知，其精密度檢驗(yàn)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于2%，符合儀器分析的要求[10]，精確度較高，說明乙酸乙酯作為顯色劑的穩(wěn)定劑提高了顯色劑的穩(wěn)定性。

表9 三種加入穩(wěn)定劑的顯色劑不同天數(shù)吸光度值變化表

由表9看出，經(jīng)過一段時(shí)間后顯色劑空白吸光度值開始發(fā)生變化，其后顯色劑顏色、形態(tài)也開始變化，100天時(shí)，顯色劑4 變?yōu)闇\紅色；而加入穩(wěn)定劑的顯色劑均穩(wěn)定性良好，表9為顯色劑4、5、6加入穩(wěn)定劑后不同天數(shù)吸光度值變化記錄表。顯色劑4、6 保存周期可達(dá)90天，保存周期較長(zhǎng)，足夠滿足3個(gè)月的檢測(cè)時(shí)限；顯色劑5 的保存周期僅有60 天，之后變?yōu)榧t棕色，最后100 天時(shí)有晶體析出。

表10 三種加入穩(wěn)定劑的顯色劑的庫侖滴定結(jié)果

由表10看出，通過庫侖滴定的結(jié)果分析，以無水乙醇作溶劑并加入乙酸乙酯穩(wěn)定劑的顯色劑6 與新配制的顯色劑1使用效果相當(dāng)，因此用無水乙醇作為顯色劑溶劑，加入穩(wěn)定劑乙酸乙酯配制的顯色劑穩(wěn)定效果好，保存周期長(zhǎng)，檢測(cè)結(jié)果與庫侖滴定法[11]相差不大，說明對(duì)顯色劑的改進(jìn)很成功。

5 結(jié)論

本文針對(duì)分光光度法中六價(jià)鉻的原顯色劑用易制毒化學(xué)品丙酮配制，保存周期最長(zhǎng)3 天的缺陷，對(duì)顯色劑的配制方法進(jìn)行改進(jìn)。結(jié)果證實(shí)：甲醇或無水乙醇可代替丙酮作為顯色劑的溶劑，加入穩(wěn)定劑乙酸乙酯來增加顯色劑穩(wěn)定性，甚至可以使無水乙醇為溶劑的顯色劑的保存周期延長(zhǎng)到三個(gè)月左右。