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境中，是國內污染源重金屬監測的主要因子之一。隨著經濟的發展，特別是電鍍、制革和紡織等行業的發展，產生了大量含鉻工業廢水，造成了嚴重的環境污染。一些發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測儀，并已形成了環境監測儀器產業。近年來，國內也開始重視對現代化檢測設備的研究，以提高水質污染物的檢測水平。總鉻在線監測儀按原理可分為分光光度法［1］和電化學法［2-3］兩大類。電化學法檢測限較低，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，可廣泛應用于多種水質（如河水、地表水和工業廢水）的在線監測。

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。從水樣導入至總鉻質量濃度計算的全部過程均由自動在線檢測儀控制完成，實現了總鉻含量監測的自動化。

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研究院，以三氯化鉻配制的總鉻質量濃度為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）與二苯碳酰二肼發生反應，生成紫紅色絡合物，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］，且為后續顯色反應提供酸性環境。向混合溶液中加入一定量二苯碳酰二肼質量濃度為2 g/L的顯色劑，反應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；繼續增加硫酸加入量，吸光度趨于穩定。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；繼續增加顯色劑加入量，吸光度趨于穩定。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生反應生成絡合物；繼續增加顯色劑的加入量，沒有更多的絡合物形成。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，在總鉻質量濃度為0.01～2.50 mg/L的范圍內，以總鉻質量濃度（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：總鉻質量濃度與吸光度呈良好的線性關系，標準工作曲線方程為A=0.076 33ρ+0.086 53，相關系數為0.999（n=11）。按照HJ 168—2010《環境監測 分析方法標準制修訂技術導則》［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，線性相關性較好，檢出限較低，并且能對工業廢水進行自動在線監測。

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）該方法與常規的水樣分析方法相比，具有檢測范圍較寬，線性相關性較好，檢出限較低，可應用于環境中水樣的在線監測等優點。

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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，Feng 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。