環境監測水中六價鉻的測定研究

摘 要:六價鉻是一種較常見的水污染物，在工業電鍍、制革以及制鉻酐等的工業廢水中均含有六價鉻。與三價鉻比較，六價鉻對人的毒害性更強，其致癌危害是三價鉻的100倍以上。因此，六價鉻一直被作為水環境監測中的重要的指標，本文對當前六價鉻測定的幾種常見方法進行了比較和研究。

關鍵詞:環境監測 六價鉻 可見分光光度法 水污染

中圖分類號:X52文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)01(b)-0126-01

按照GB 5749-85標準規定，飲用水中六價鉻的含量不能超過0.05mg/L;GB 3838-88標準規定，地面水中，六價鉻的含量不能超過0.1mg/L;污水中的六價鉻最高不得高過1.5mg/L。[1]目前，水中六價鉻測定的主要方法包括二苯碳酰二肼分光光度法、瑞利共振光散射法、火焰原子吸收分光光度法、硫酸亞鐵銨滴定法、催化動力學法、重鉻酸鉀法、熒光熄滅法等多種方法。本文選則其中三種比較常見的集中方法進行了研究。

1 二苯碳酰二肼分光光度法

二苯碳酰二肼分光光度法測定水中六價鉻的基本原理為:在酸性溶液當中，如果水樣中含有具有強氧化性的六價鉻，那么會將二苯碳酰二肼氧化成為二苯縮二氨基脲，并進一步變為二苯縮二氨基脲再和六價鉻的還原混合物，最終形成紫紅色的絡合物，在固定的范圍之中，這種紫紅色絡合物色度同六價鉻的含量多少具有正比例的線性關系，其濃度和吸光度同朗伯－比爾定律的關系相符合，且在540nm波長時有最大吸收值，這樣就能夠實現對水中的六價鉻的有效測定了。

六價鉻在和二苯碳酰二肼發生化學反應的時候，溶液的酸度需要控制在0.05～0.3mol/L之間，在氫離子濃度為0.2mol/L時，溶液的顯色效果最為穩定。如果含鐵量高于lmg/L，那么顯色后會呈現出黃色，對檢驗六價鉻可能產生一定的干擾;此外，六價鉬、汞等也能夠與顯色劑化學制劑產生反應并生成有色的物質。然而，在這種方法下反應并不明顯，濃度達200mg/L的六價鉬和汞不能對測定產生干擾。在高于4mg/L的釩含量的時候可能出現干擾顯色的情況，但在10秒左右可以自動褪色。該方法采用的主要試劑以及儀器包括以下幾種: 一是需要準備好鉻標準貯備溶液:應該準確稱取固定質量的干燥的基準物K2Cr2O7放入50mL的燒杯之中，溶解后再轉移到1000mL的容量瓶內，搖勻并稀釋。將此六價鉻溶液的濃度調解成為0.1mg/mL;二是對六價鉻標準溶液進行操作，將5mL溶液通過吸量放入到500mL容量瓶內，繼續用水稀釋并搖勻。來得道1.00μg/mL的六價鉻溶液。三是要稱取并調制出2g/L的DPCI溶液用25mL丙酮溶解，稀釋到50mL并搖勻。將調制好的溶液放入棕色瓶，并進行低溫保存。如果顏色發生變化則說明實效不能繼續使用。準備(1+1)硫酸、分光光度計、比色管、吸量管。既可以根據原理進行六價鉻的含量測量了。這種方法對于0.2μg以下含量的六價鉻測量無效，最低濃度要在0.004mg/L以上，適用于飲用水和生活用水中六價鉻的測量。

2 硫酸亞鐵銨滴定法

這種方法的原理是，在酸性溶液中當中，銀鹽催化劑的作用下，硫酸銨可以將三價鉻氧化成為六價鉻，此時加入一定的氯化鈉，煮沸可以除去過量的過硫酸銨和化學反應中產生的氯氣，指示劑可選擇苯基代鄰氨基苯甲酸，通過硫酸亞鐵銨溶液的滴定，能夠使六價鉻再次還原成為三價鉻，此時溶液最終將呈現出綠色。我們能夠根據硫酸亞鐵銨溶液的用量，精確地計算出樣品中鉻含量。這種方法的檢測中，釩可能對檢測產生一定的干擾，然而在廢水中釩的含量在允許范圍之內。三價鐵也可能對測定有一定的干擾測，在三價鐵的濃度原因高于六價鉻(175倍)會產生2.8%的誤差，也可適當忽略。該方法做需要的主要試劑及儀器包括:1∶3比例的硫酸;1∶9比例的硫酸;1∶1比例的磷酸;0.2%的指示劑N-苯基代鄰氨基苯甲酸，應準確稱取鉻指示劑提前做好溶解和搖勻，放入棕色瓶內，低溫保存好。再制作好鉻標準溶液，稱取干燥重鉻酸鉀溶解搖勻后，用在容量瓶中稀釋制成標準六價鉻溶液。此后將1∶9的硫酸溶解25g純硫酸亞鐵銨，在溶液過程中進行過濾和標定。這種方法一般用于水中六價鉻濃度較高的情況，通常用于廢水六價鉻測定。

3 火焰原子吸收分光光度法

這種方法需要將水樣加人試劑后，就直接進行火焰噴入，在乙炔火焰中能夠形成對357.9nm的共振線的鉻基態原子產生吸收。可用標準溶液的吸光度和水樣的吸光度進行仔細的比較，就可以有效地測定出水中六價鉻的含量。這種方法可能出現的干擾因素較多，HNO3，H3PO4，HCl，HCl04，Ca，Na，Sr，Zn，Cu，Ba，AL，Mg，Sn，Fe3+均可能對測定產生干擾，對此可以通過向試樣中加入1%～2%的氯化銨溶液加以解決，這樣就能夠解除因素而形成的干擾。這種方法需要的主要試劑以及儀器包括:需要準備好鉻標準貯備溶液:應該準確稱取固定質量的干燥的基準物K2Cr2O7放入50mL的燒杯之中，溶解后再轉移到1000mL的容量瓶內，搖勻并稀釋。將此六價鉻溶液的濃度調解成為0.1mg/mL;稱取干燥重鉻酸鉀溶解搖勻后，用在容量瓶中稀釋制成標準六價鉻溶液。10%的氯化銨溶液;優級純的硝酸。以及原子吸收分光光度計和部分輔助設備。這種方法測定的在廢水中比較常用，測定范圍在0.5mg/L到20mg/L。[4]

4 結語

比較上述三種方法，火焰原子吸收分光光度法常常需要成倍甚至是百倍稀釋，操作中可能會產生誤差，造成測定結果的準確度比較差。用火焰原子吸收分光光度法可以進行六價鉻的測定，但往往使結果偏低。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、線性范圍寬等特點，而被作為測定水樣中六價鉻的首選國標經典方法。在環境監測水中六價鉻的測定中也占有主導地位。

參考文獻

[1]中華人民共和國衛生部 GB5750-85 GB 3838-88.北京:1985.

[2]國家環保局.水和廢水監測分析方法[M].北京:中國環境出版社，1996.

[3]奚旦立，孫裕生，劉秀英.環境監側[M] 北京:高等教育出版社，1995:60-62.

[4]陳竑，朱文君.火焰原子吸收分光光度法測定總鉻的研究[J].中國環境監測，2000，4:29-31.