光導纖維法測定中六價鉻

胡羽鵬　周華

摘 要：研究了光導纖維在紫外分光光度計中測定紡織品中的六價鉻含量，并對其溶出的動力學進行了研究。結果表明，采用光導纖維法無二次污染，且響應靈敏，標準工作溶液線性相關系數為0.9992。對紡織品中六價鉻溶出動力學的研究表明，萃取溫度、萃取時間和顯色時間都對六價鉻的溶出量有影響，確定了測定六價鉻的最佳萃取溫度為38℃，最佳萃取時間為30min，最佳顯示時間為35min，為紡織品中六價鉻測定提供了一種可行的新方法。

關鍵詞：光導纖維；紫外分光光度計；六價鉻；紡織品

紡織品種的紡織纖維是微量物證的一個重要組成部分，而如何快速、準確、高效的對紡織纖維中的有毒有害物質將能夠對相似的紡織纖維進行同一認定。紡織品中有毒有害物質，主要有六價鉻、鉛、鎘、銅等可萃取重金屬、甲醛、PVC增塑劑、致癌致敏染料等物質[1]。六價鉻是污染環境影響人類健康的主要重金屬元素之一，由于其強氧化性和對皮膚的高滲透性，很容易被人體吸收，它可通過消化、呼吸道、皮膚及粘膜侵入人體。長期或短期接觸或吸入時有致癌危險[2]。文章通過對六價鉻的分析對紡織纖維進行檢驗分析。

由于六價鉻的危害性大，其檢測方法已被廣泛關注，主要有原子發射光譜法[3]、原子吸收光譜法[4]、熒光法[5]、極譜法[6]、化學發光法[7]、質譜法[8]、直接光度法[9]和色譜法[10]等。中華人民共和國國家標準GB/T17593.3-2006規定了測定紡織品中六價鉻的分光光度法，需要將處理好的溶液倒入比色皿后才能進行測定，如果比色皿清洗不干凈易造成二次污染，影響檢測結果。文章提出一種將光導纖維用于紫外分光光度計中測定紡織品中六價鉻含量的新方法，并考察了萃取溫度、萃取時間和顯色時間都對六價溶出量的影響，建立了相關的動力學方程，為六價鉻的測定提供了方法參考。

1 材料與方法

1.1 主要試劑

重鉻酸鉀儲備液：準確稱取2.829g在105℃干燥至恒重的重鉻酸鉀基準試劑溶解于三級蒸餾水中，然后稀釋至1L，將此溶液轉移至棕色瓶中儲存于冰箱中備用；顯色劑1，5-二苯碳酰二肼（分析純）；丙酮、冰醋酸、L-組氨酸鹽酸鹽一水合物、氯化鈉、磷酸二氫鈉二水合物、氫氧化鈉和磷酸，均為分析純。

1.2 儀器與設備

用于六價鉻測定的紫外可見分光光度計（包括光導纖維探頭和1cm常規玻璃比色皿），為安捷倫公司生產，其型號為Cary-60。

1.3 實驗方法與步驟

1.3.1 重鉻酸鉀標準溶液的配制

根據重鉻酸鉀儲備液，分別配制多個已知濃度的重鉻酸鉀溶液，濃度范圍1？滋g/L-100？滋g/L。

1.3.2 顯色劑的配制

準確稱取0.5g（精確到0.001g）的1，5-二苯碳酰二肼溶解于50mL丙酮中，滴加一滴冰醋酸，將此溶液轉移至棕色瓶中儲存于4℃冰箱中，有效期為2w。

1.3.3 酸性汗液的配制

稱取L-組氨酸鹽酸鹽一水合物0.5g（精確到0.01g），氯化鈉5.0g，磷酸二氫鈉二水合物2.2g，加水定容至1L，用0.1mol/L氫氧化鈉溶液調至pH值至5.5。

1.3.4 磷酸溶液的配制

將磷酸（H3PO4，ρ=1.69g/mL）與水等體積混合。

1.3.5 實驗步驟

（1）標準溶液的測定

各取不同濃度的重鉻酸鉀標準溶液20mL，向其中分別加入1mL顯色劑，1mL磷酸溶液，搖勻后靜置，顯色35min，測試其在540nm處的吸光度值。

（2）紡織品樣品的測定

取紡織品樣品，剪碎后混勻，稱取4.0g試樣（精確至0.01g），置于具塞三角瓶中。加入80mL酸性汗液，放入恒溫水域振蕩器中38℃震蕩30min后取出，靜置冷卻至室溫，過濾后作為樣液供分析用。取20mL樣液，向其中分別加入1mL顯色劑，1mL磷酸溶液，搖勻后靜置，顯色35min，測試其在540nm處的吸光度值。每個實驗重復3次，每個處理3個平行樣。

2 結果與討論

2.1 光導纖維的定義及其傳光原理

不同的物質對相同波長光的折射角度是不同的（即不同的物質有不同的光折射率），相同的物質對不同波長光的折射角度也是不同。利用這個原理，將一些導光物質，如玻璃纖維、透明塑料等做成圓絲狀光導線，即光導纖維，這種光導線里面的芯線與外層的材料的折射率不同，調整其折射率，讓光線射入這個光導線時，讓光線在光導線內部不停地全反射，直至讓光線從光導線的這一端傳到光導線的那一端，這樣就可將光信息從一個地方傳輸到了另一地方[11]。

2.2 顯色時間的選擇

移取20mL質量濃度為100？滋g/L的標準溶液，加入1mL顯色劑和1mL磷酸溶液，搖勻后立刻由光導纖維探頭測定其吸光度值，采用實時監測的方法，測定90min內樣液的吸光度，其結果如圖1所示。

2.4 萃取時間的選擇

選取合適的紡織品原料，加入50？滋g/L標準溶液后烘干，按照1.3.5.2的實驗步驟，在震蕩時間0～70min，每10min測定一次吸光度值，其結果見圖3。由圖3可知，0～30min范圍內，隨著萃取時間的增加，吸光度值也逐漸增加，萃取逐漸完全，30min后吸光度增加不明顯，說明萃取已經完全。因此，選擇30min為較佳的萃取時間。

2.5 工作曲線

分別移取不同濃度的鉻（VI）溶液20mL，其中分別加入1mL顯色劑，1mL磷酸溶液，搖勻后靜置，顯色35min，測試其在540nm處的吸光度值。以吸光度值對鉻（VI）質量濃度作圖，繪制標準曲線，如圖4所示。由圖4可知，鉻（VI）的質量濃度在10～100？滋g/L范圍內呈良好的線性關系，回歸方程為A=8.5×10-4C，線性相關系數R=0.9992。

2.6 樣品測試

分別取滌綸、棉布、化纖樣品，剪碎后混勻，稱取4.0g試樣兩份（精確至0.01g），置于具塞三角瓶中，一份當做空白，一份加入2？滋g/mL標準溶液2mL，按照1.3.5.2處理試樣，測得空白試樣和加標試樣中鉻（VI）的含量并計算加標回收率，結果見表1。滌綸、棉布和化纖三種紡織品中鉻（VI）的加標回收率在88.6%～105.0%之間，相對標準偏差（RSD）為1.59%～2.68%。

3 結束語

利用光導纖維紫外分光光度法測定紡織品中的鉻（VI），具有靈敏度高、操作簡單、避免二次污染等優點，適用于紡織品中鉻（VI）的測定。對其動力學的研究，確定了樣品中提取鉻（VI）的最優條件：最佳萃取溫度38℃，最佳萃取時間30min，最佳顯示時間35min。該方法的建立對紡織品中鉻（VI）測定具有一定的指導意義。

參考文獻

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