全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀快速測(cè)定漁業(yè)水域水質(zhì)中的鉻(Ⅵ)

1、PAGE 全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀快速測(cè)定漁業(yè)水域水質(zhì)中的鉻()黎飛，王揚(yáng)*，張成，黃城浙江省水產(chǎn)質(zhì)量檢測(cè)中心，浙江 杭州31001摘要：本文建立了一種流動(dòng)注射分析方法來(lái)監(jiān)控漁業(yè)水域水質(zhì)中的六價(jià)鉻含量。該方法選用0.8 g/ L的二苯碳酰二肼溶液作為顯色劑，溶液在540nm波長(zhǎng)處有最大吸光值，顯色程度與鉻()濃度線性相關(guān)。單個(gè)樣品分析時(shí)間為133s，測(cè)定頻率為27樣/h，Cr()濃度在0400.0g/L 范圍內(nèi)與顯色程度有良好的線性關(guān)系，線性方程為y=0.01255x-0.00401，相關(guān)系數(shù)r為0. 99998，該法的檢出限是0.4g/L，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為0.59%，加標(biāo)回收率在91.0%1

2、08%。利用流動(dòng)注射分析測(cè)定漁業(yè)水域水質(zhì)中的六價(jià)鉻含量的方法具有簡(jiǎn)單、快速、靈敏、選擇性強(qiáng)的特點(diǎn)，適合實(shí)驗(yàn)室大量樣品的檢測(cè)，具有實(shí)用性。關(guān)鍵詞：流動(dòng)注射；鉻()；水質(zhì); 二苯碳酰二肼中圖分類號(hào):S912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A鉻在自然界中分布甚廣而稀散，幾乎存在于所有物質(zhì)之中，且鉻的不同形態(tài)對(duì)環(huán)境和人體健康有著明顯不同的影響。鉻在自然界中可以形成從-2到6多種價(jià)態(tài)化合物，最常見(jiàn)的是Cr()和Cr()。Cr()是人體維持生命的必需元素，可以促進(jìn)人體內(nèi)葡萄糖的利用；六價(jià)鉻在熱力學(xué)上穩(wěn)定，在生物體內(nèi)有很強(qiáng)的流動(dòng)性，Cr()可以以CrO42-和Cr2O72-的形態(tài)通過(guò)帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜，并且促使氧化，從而導(dǎo)致

3、病變發(fā)生1-2，從而對(duì)人體水產(chǎn)品等造成損傷。對(duì)于Cr()的毒性，世界衛(wèi)生組織、歐盟、美國(guó)等都已經(jīng)對(duì)其有所關(guān)注。目前的檢測(cè)方法有國(guó)標(biāo)二苯碳酰二肼分光度法3、電化學(xué)分析法4 、火焰原子吸收光譜法5、高相液相色譜法6-7、毛細(xì)管電泳-紫外吸收法8、熒光分析法9等。流動(dòng)注射光度法在近幾年里也有所報(bào)道10-16，其在樣品的前處理、分析靈敏度、準(zhǔn)確性、分析速度等方面均具有一定優(yōu)勢(shì)。本文利用流動(dòng)注射儀器分析法操作簡(jiǎn)單、測(cè)定快速、結(jié)果準(zhǔn)確、可以連續(xù)自動(dòng)分析的優(yōu)點(diǎn)，建立了一種流動(dòng)注射分析六價(jià)鉻的新方法，對(duì)監(jiān)測(cè)漁業(yè)水域水質(zhì)有著十分重要的意義。1 實(shí)驗(yàn)部分 1.1藥品和試劑Cr()標(biāo)準(zhǔn)溶液1 000 mg/L（采購(gòu)

4、于美國(guó)Sigma-Aldrich公司），稀釋至50 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)中間液，使用前將在以水稀釋至合適濃度，制成工作溶液；1.0 mol/L硫酸溶液：量取56mL濃硫酸稀釋到1 000 mL；0.8 g/L二苯碳酰二肼溶液：稱取0.80 g二苯碳酰二肼（C13H14N4O），溶于40 mL丙酮中，加水定容至1000mL棕色瓶避光放置；超純水（18.2M），由Mili-Q超純水系統(tǒng)制得；配制好的試劑都需要使用超聲波脫氣30 min。1.2實(shí)驗(yàn)原理在酸性溶液中，六價(jià)鉻與二苯碳酰二肼反應(yīng)生成紫紅色化合物，在波長(zhǎng)540 nm處有最大吸收峰，使反應(yīng)液吸光度發(fā)生變化，符合比爾定律，六價(jià)鉻濃度與反應(yīng)液顯色程度線

5、性相關(guān)，根據(jù)線性關(guān)系可以測(cè)定六價(jià)鉻的含量。第一作者：黎飛(1983-)，工程師，主要研究方向?yàn)樗a(chǎn)品質(zhì)檢與環(huán)境監(jiān)測(cè)。Email： 通信作者：王揚(yáng)(1973-)，教授級(jí)高工。研究方向?yàn)樗a(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量檢測(cè)和安全評(píng)價(jià)研究。E-mail: HYPERLINK mailto:。資助項(xiàng)目：浙江省分析測(cè)試基金(No. 2009F70069)；浙江省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站站長(zhǎng)基金(No.TGZ200801)1.3 儀器及其工作條件 FIA-6000+全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀（北京吉天儀器）。在線六價(jià)鉻分析單元流程圖：圖1 自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀在線六價(jià)鉻分析單元流程圖Fig 1 Cr () Analysis unit fl

6、ow chart by Fast flow injection spectrophotometry本方法采用的聚四氟乙烯毛細(xì)管內(nèi)徑為0.6 mm。本方法采用的泵管為 Tygon泵管。樣品、載流、硫酸和顯色劑泵管的內(nèi)徑均為1.52 mm。其中樣品泵管長(zhǎng)度為12 cm，其一端距離節(jié)點(diǎn)2 cm。具體工作參數(shù)見(jiàn)表1。表1 全自動(dòng)流動(dòng)注射分析儀工作參數(shù)Table 1 Fast flow injection spectrophotometry operating conditions and parameters參數(shù)設(shè)定值/s進(jìn)樣針清洗時(shí)間10到達(dá)閥時(shí)間40注射時(shí)間20進(jìn)樣時(shí)間30清洗時(shí)間20樣品周期時(shí)間

7、50出峰時(shí)間6峰寬201.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線配置標(biāo)準(zhǔn)使用液：用純水將Cr()標(biāo)準(zhǔn)中間液逐級(jí)稀釋至400.0、200.0、100.0、50.0、10.0、5.0、2.0 g/L的Cr()標(biāo)準(zhǔn)使用液，在表1的實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定Cr()的吸光度，繪制Cr()含量與吸光度A 的關(guān)系曲線，如圖1所示，其線性方程為: y=0.01255x-0.00401，其中x為Cr ()含量g/L，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 98。圖2 Cr ( ) 含量與吸光度關(guān)系曲線Fig2 Calibration of Cr () concentration vs absorbance1.5 樣品的預(yù)處理在天然樣品中Cr()以CrO42-存

8、在，Cr()以Cr3+存在，鉻酸根是陰離子，而鉻離子是陽(yáng)離子。而且在溶液中Cr()是最穩(wěn)定的氧化價(jià)態(tài)，而Cr()離子卻是強(qiáng)氧化劑，在酸或有有機(jī)物存在時(shí)，Cr()容易還原成Cr()。因此在水樣采集后應(yīng)立即加入0.01m mol/L NaOH溶液將水樣pH調(diào)節(jié)至8左右，并盡快測(cè)定。若水樣較渾濁或者含有懸浮物質(zhì)，可用0.45 m的濾膜過(guò)濾后上機(jī)，以防管路堵塞。1. 6樣品的測(cè)定所有的試劑用瓶均使用1：5的硝酸浸泡24 h后，并使用去離子水沖干凈使用，否則將影響靈敏度。絕對(duì)不得使用鉻酸洗液洗滌。每次實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前，用去離子水清洗5 min，待趕出管路中的氣泡，然后將各個(gè)進(jìn)試劑的毛細(xì)管插入相應(yīng)的試劑瓶中，

9、運(yùn)行10 min后，讓系統(tǒng)平衡，得到平穩(wěn)基線，然后才進(jìn)行空白及樣品的測(cè)定。單個(gè)樣品分析時(shí)間為133 s，測(cè)定頻率為27樣/h。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后使用去離子水清洗20 min后可關(guān)機(jī)。2 結(jié)果與討論 2.1反應(yīng)條件的優(yōu)化 2.1.1 顯色劑濃度的選擇二苯碳酰二肼溶液作為顯色劑，其質(zhì)量濃度對(duì)顯色效果有明顯影響。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)二苯碳酰二肼溶液質(zhì)量濃度達(dá)0.5 g/ L時(shí),吸光度趨于最大值，且在0.8 g/ L時(shí)基線較平穩(wěn)，故本實(shí)驗(yàn)選用0.8 g/ L的二苯碳酰二肼溶液作為顯色劑。2.1.2 硫酸濃度的選擇實(shí)驗(yàn)表明，硫酸的濃度在0.1 mol/1.0mol/L之間時(shí)對(duì)吸光值影響不大，吸光值都能達(dá)到最大值，本實(shí)驗(yàn)

10、選用1.0mol/L的硫酸溶液。2.2 方法的檢出限、工作曲線、精密度2.2.1 方法的檢出限和工作曲線對(duì)試劑空白進(jìn)行7次平行測(cè)定，峰面積分別是-0.0056、0.0025、0.0006、0.0019、-0.0023、-0.0014、0.0027，計(jì)算空白標(biāo)準(zhǔn)偏差，獲得本方法的檢出限為0.4 g / L。在選定的實(shí)驗(yàn)條件下, 測(cè)定Cr()含量為0、2.0、5.0、10.0、50.0、100.0、200.0、400.0 g/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液，吸光度A與Cr()含量在0400.0 g/L范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系，其線性方程為: y=0.01255x-0.00401，其中x為Cr ()含量g/L，線性相關(guān)系

11、數(shù)為0.99998。圖3 Cr( VI)系列濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定譜圖Fig 3 Cr (VI) series standard solution concentration determination of the chart2.2.2 方法的精密度按EPA實(shí)驗(yàn)方法對(duì)Cr()的質(zhì)量濃度為10.0g/L標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定11次，結(jié)果峰面積分別為0.1277、0.1269、0.1274、0.1273、0.1263、0.1289，0.1273、0.1282、0.1265、0.1274、0.1280，平均值為0.1274，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差得0.59%。2.3 樣品測(cè)定和加標(biāo)回收試驗(yàn)對(duì)采自舟山、嘉興、溫州和臺(tái)州

12、的環(huán)境水樣按實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定，測(cè)定結(jié)果及加標(biāo)回收率見(jiàn)表2。表2水樣中鉻()的含量和加標(biāo)回收率Table 2 Cr (VI) in the water content and labeled recovery experiments樣品測(cè)得值/gL-1加標(biāo)量/gL-1加標(biāo)后測(cè)定值/gL-1回收率/%舟山水樣0.75.05.4 94.010.010.9 10250.049.8 98.2嘉興水樣15.35.020.7 10810.024.6 93.050.064.3 98.0溫州水樣5.55.010.2 94.010.014.6 91.050.056.0 101臺(tái)州水樣1.25.06.1 98.010.

13、011.1 99.050.052.1 1023 結(jié)論本實(shí)驗(yàn)建立一種簡(jiǎn)單、快速、靈敏、選擇性強(qiáng)的流動(dòng)注射分析方法，利用鉻()和二苯碳酰二肼顯色反應(yīng)，溶液在540nm波長(zhǎng)處有最大吸光值，顯色程度與鉻()濃度線性相關(guān)。該法在設(shè)定的最佳條件下，Cr()濃度在0400.0g/L范圍內(nèi)與顯色程度有良好的線性關(guān)系，線性方程為y=0.01255x-0.00401，相關(guān)系數(shù)r為0. 99998，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為0.59%，該法的檢出限是0.4g/L。應(yīng)用該方法對(duì)漁業(yè)環(huán)境水樣的六價(jià)鉻含量進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率為91.0%108%，取得了令人滿意的結(jié)果。參考文獻(xiàn)： 1 李響.鉻與健康的關(guān)系J. 中國(guó)療養(yǎng)醫(yī)學(xué),20

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19、gzhou 310012, China )Abstract: The study aimed to establish a Flow Injection Analysis ( FIA) detection method of Chromium () in water samples. Chromium () can cause a colour reaction with the Diphenyl carbazide（DPC） which has the maximum absorption wavelength at 540 nm and there was a linear relationship between the degree of color and chromium () concentration. Analysis time of a single sample was 133s and frequency of determination was 27 sampl