水泥中水溶性六價鉻的測定方法

■許 暉 ■江蘇省產品質量監督檢驗研究院溧陽檢測中心，江蘇 溧陽 213300

水泥是建材工業的重要生產資料，主要在民用建筑、預拌混凝土及水泥類制品中大規模使用。水泥生產原料、水泥熟料煅燒回轉窯燒成帶的鎂鉻耐火磚、水泥粉磨生產用合金鋼研磨體及內襯板的磨損向水泥中引入了六價鉻，如不采取合理的保護六價鉻含量超標將通過水泥漿體施工接觸、土壤水源滲濾等途徑影響生產使用人員及周邊區域居民的身體健康，研究資料表明水泥中危害性較大的重金屬為水溶性六價鉻，六價鉻能透過細胞膜并具有強氧化作用，可嚴重損傷人體的消化道、呼吸道及皮膚黏膜，甚至有致癌作用。

歐盟限定水泥中六價鉻含量小于0．0002%，我國在2006年對全國通用硅酸鹽水泥中六價鉻含量進行了普查，結果表明國內通用硅酸鹽水泥中80%六價鉻含量在0．0002% ～0．0015%之間。

目前水泥產品標準GB175－2007《通用硅酸鹽水泥》中對不同類水泥的物理性能、化學組分等指標進行了明確的限定，但對生產中可能引入水泥的有害重金屬等項目均未有明確規定，國家也沒有出臺任何對水泥中水溶性六價鉻的檢測方法。

通過對EN196－10:2006第10部分《測試水泥用方法．水泥的水溶解鉻(VI)含量的測定》的研究以及反復試驗，本文提出的方法具備了準確、快速的檢測出水泥中水溶性六價鉻的能力，同時由于使用的儀器也是一般實驗室都具備的普通的儀器，具有一定的推廣價值。

1 試驗

(1)試驗原理:將水泥、標準砂和水攪拌成膠砂，過濾。濾液中加入二苯基碳酰二肼，調整酸度，顯色，在540nm處測定溶液的吸光度，在工作曲線上查得溶液中六價鉻濃度。

(2)計算公式:X=(ρ－ρ0)×(V3/V2)×(V1/450)×10－4

公式中:X——水溶性六價鉻的的質量濃度，%;

ρ——由標準曲線得到的樣品的六價鉻的的質量濃度，mg/L;

ρ0——由標準曲線得到的空白的六價鉻的的質量濃度，mg/L;

V1——膠砂中水的體積，mL，一般取 225．0mL;

V2——濾液的體積，mL，一般取 5．00mL;

V3——容量瓶的體積，mL一般取50．00mL，如吸光值過高，可采取稀釋的辦法將吸光度控制在標準曲線范圍內。

(3)工作曲線的繪制:稱取0．1414g已在140℃烘過2h的基準重鉻酸鉀，精確至0．0001g，溶于水中，轉移至1000mL容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻，此溶液六價鉻的濃度為50mg/L。吸取50．00mL該標準溶液于500mL容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻，此溶液六價鉻的濃度為5mg/L(此標準溶液用時現配)。移取 1．00mL、2．00mL、5．00mL、10．00mL、15．00mL鉻標準臨用液分別放入50mL容量瓶中，分別加入5．00mL 二苯基碳酰二肼(2．5g/L)、5mL 鹽酸溶液(0．04mol/L)，用水稀釋至標線，搖勻。放置15min后，使用10mm比色皿，在540nm處測量溶液的吸光度，并扣除試劑空白液的吸光度。根據不同鉻濃度對應的吸光度，繪制工作曲線。

0．854六價鉻含量(mg/L) 0．1 0．2 0．5 1．0吸光度 0．058 0．119 0．294 0．576 1．5 y=0．567741x+0．005491 r=0．9999

(4)樣品的制備:使用感量為0．1g的天平稱取450g水泥，1350gISO標準砂和225mL水，在水泥膠砂攪拌機上按照自動程序進行攪拌，制成水泥膠砂。將膠砂在干燥的抽濾裝置上抽濾，得到15mL左右濾液。

(5)吸光度的測定:在過濾后8h內，吸取5．00mL濾液放入100mL燒杯中，加入5．00mL二苯基碳酰二肼和20mL水后搖動。調節pH值在2．1～2．5之間，并將溶液轉移至50mL容量瓶中，用水稀釋至標線，搖勻。放置15min后，在540nm處測量溶液的吸光度，并扣除空白試驗的吸光度，在工作曲線上查出水溶性六價鉻的濃度。

(6)計算結果:測量平行樣品時得到吸光度0．465和0．462，空白液吸光度為0．016。代入標準曲線，分別得到六價鉻含量為0．81mg/L、0．80mg/L和0．02mg/L。將數據代入計算公式分別得到水溶性六價鉻的的質量濃度為0．000395%和0．000390%，平均值為0．00039%。

2 結果分析

本次試驗所取的樣品為從國家水泥質量監督檢驗中心購買的標準樣品，標準證書上的結果為0．00041%。

根據BS EN 196－10:2006《測試水泥用方法．水泥的水溶解鉻(VI)含量的測定》要求再現性限為0．00004%。本試驗的再現性為0．00002%，符合要求。

通過結果分析，可得出本試驗方法滿足要求的結論。

3 實驗過程注意點

通過多次反復的試驗，發現在試驗過程中需要關注以下幾點，否則容易照成結果產生偏差。

(1)如試樣檢測結果過高，樣品吸光值超出工作曲線的范圍，可采取將樣品稀釋的方法。稀釋的時候建議:在過濾后8h內，移取5．00mL濾液放入50mL容量瓶中，加水定容并使瓶內溶液均勻后，用移液管移取稀釋液放入100mL燒杯中，加入試劑后最終定容在50mL容量瓶中。不建議采取少吸取濾液或者最終定容時采取大容量瓶的方法，這樣可以保持和工作曲線溶液體積的一致性，減少系統誤差。

(2)抽濾過程中要保持干濾紙、漏斗和接收瓶的干燥，防止因為器皿帶有水分而造成結果偏小。建議將接收瓶開始接收的前部分濾液倒掉，重新取后面的濾液。

(3)過濾后需盡快進行顯色反應，間隔時間不能過長，否則會產生較大的偏差。

(4)如水泥加水后過干，不易產生濾液，可酌情多加入些水，保證能夠接收到濾液。

［1］BS EN 196－10:2006《 Methods of testing cement － Determination of the water soluble chromium(VI)content of cement》．