本文是一篇水利論文，發(fā)表在《水處理技術(shù)》上，雜志主要刊登各種水處理方法的研究和應(yīng)用成果，尤其是膜技術(shù)在水處理、化工、電力、電子、煤炭、醫(yī)藥、食品、紡織、冶金、鐵路、環(huán)保、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用成果，同時(shí)為水資源開(kāi)發(fā)、工業(yè)用水除鹽、工藝用水處理、超純水制備、廢水治理、水再生回用、海水淡化提供有效的新技術(shù)。

　　【摘 要】我國(guó)現(xiàn)行的測(cè)定水和廢水中六價(jià)鉻的標(biāo)準(zhǔn)方法是GB7467-87《二苯碳酰二肼分光光度法》，因?yàn)榱鶅r(jià)鉻在地表清潔水和廢水中存在的形式不盡相同，所以通過(guò)研究該標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)定鉻的方法的技術(shù)問(wèn)題，提出一些基于該標(biāo)準(zhǔn)下優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作的方法，消除試驗(yàn)中的干擾，準(zhǔn)確地進(jìn)行水和廢水中六價(jià)鉻的測(cè)定，保證結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度。

　　【關(guān)鍵詞】水和廢水,六價(jià)鉻,分光光度法,水利論文

　　鉻是一種廣泛分布于地殼中的金屬元素，具有從+2價(jià)到+6價(jià)的廣泛化合價(jià)，常見(jiàn)的價(jià)態(tài)是+3價(jià)和+6價(jià)。+6價(jià)的鉻一般以CrO42-、Cr2O72-、HCrO4-這三種陰離子的形式存在于水體中，受到水體條件的影響，例如水體的pH值，水中存在的氧化或者還原物質(zhì)，六價(jià)鉻和三價(jià)鉻會(huì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。水體中的鉻主要來(lái)自于工業(yè)廢水的排放，比如印染、電鍍、含鉻礦石加工和皮鉻鞣劑等行業(yè)，它們是水體中鉻的主要來(lái)源。鉻的毒性與其價(jià)態(tài)有關(guān)，六價(jià)鉻的毒性是三價(jià)鉻的100倍并且很容易通過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)富集，比如水體中的鉻會(huì)被魚(yú)類(lèi)或者其他海鮮吸收進(jìn)而在人體內(nèi)富集，其中六價(jià)鉻更容易在人體中蓄積，會(huì)引起一系列中毒癥狀，輕者口角糜爛，重者惡心嘔吐、腹瀉甚至出現(xiàn)腎功能衰竭，所以一定要嚴(yán)格控制鉻進(jìn)入水體中。水體中鉻的測(cè)定方法主要是經(jīng)典的二苯碳酰二肼分光光度法，此外還有瑞利共振光散射法、原子吸收分光光度法、硫酸亞鐵銨滴定法、催化動(dòng)力學(xué)法、重鉻酸鉀法、熒光熄滅法等，但是目前最常用的還是第一種經(jīng)典的方法。

　　一、實(shí)驗(yàn)原理

　　用二苯碳酰二肼分光光度法來(lái)測(cè)試水和廢水中鉻含量的原理是，調(diào)節(jié)水樣pH為酸性，強(qiáng)氧化性的六價(jià)鉻和二苯碳酰二肼發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成一種呈現(xiàn)紫紅色的絡(luò)合物，這種絡(luò)合物在540nm波長(zhǎng)處有最強(qiáng)吸收，而且在一定濃度范圍內(nèi)，吸收強(qiáng)度和絡(luò)合物濃度的關(guān)系符合朗博-比爾定律，根據(jù)該原理實(shí)現(xiàn)水體中鉻含量的測(cè)定。

　　二、儀器與試劑

　　50ml具塞玻璃比色管;可運(yùn)輸?shù)睦洳匮b置;pH試紙;去離子水;8%的硫酸鋅溶液;2%的新制氫氧化鈉溶液;1+1硫酸溶液;1+1磷酸溶液;紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)。

　　三、技術(shù)問(wèn)題探討

　　1.儲(chǔ)存水樣的容器準(zhǔn)備

　　實(shí)驗(yàn)中采用玻璃器皿采集水樣，為了防止鉻吸附于玻璃瓶?jī)?nèi)壁，必須保證瓶子內(nèi)壁光滑潔凈。所有的玻璃器皿都要徹底清洗干凈，具體清洗步驟是：先用常規(guī)洗滌劑浸泡，再用一定濃度的硝酸溶液浸泡約15分鐘左右，然后用自來(lái)水、純水依次沖洗至潔凈，之后烘干待用。其他用于計(jì)量的工具，比如移液管、容量瓶等一定要達(dá)到合格的水平才可使用，絕對(duì)不能用計(jì)量不準(zhǔn)或者不干凈的計(jì)量工具。

　　2.水樣采集注意事項(xiàng)

　　不同水樣中的鉻含量也不盡相同，六價(jià)鉻在酸性環(huán)境下容易被還原成三價(jià)鉻，所以含鉻水樣的儲(chǔ)存方法會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果帶來(lái)較大的影響。所以在水樣收集完畢后，再向其中加入一定比例的氫氧化鈉溶液或硝酸溶液，調(diào)節(jié)水樣pH值至8-9，然后放置在冷藏設(shè)備中保持溫度在0-4℃，采集樣品后應(yīng)盡快測(cè)定，放置時(shí)間不要超過(guò)24h。

　　3.試劑的選擇和控制

　　在測(cè)定鉻含量的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照GB7467-87《二苯碳酰二肼分光光度法》中規(guī)定的試劑純度，本實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵的試劑是二苯碳酰二肼。二苯碳酰二肼，又稱(chēng)二苯胺基脲，二苯碳酰二肼，分子式為C13H14N4O，英文簡(jiǎn)稱(chēng)為DPCI，該試劑直接影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。純凈的二苯碳酰二肼為白色或者淺粉色結(jié)晶粉末，暴露在空氣會(huì)逐漸變?yōu)榧t色。GB7467-87規(guī)定一定要選擇最近生產(chǎn)的在有效期范圍內(nèi)的二苯碳酰二肼，國(guó)產(chǎn)的分析純二苯碳酰二肼試劑一般都可以滿(mǎn)足測(cè)試要求，如果分析要求比較高，可以采用分析純以上級(jí)別的試劑或者采用國(guó)外進(jìn)口試劑，盡可能多地降低空白試驗(yàn)的吸光度值。同時(shí)因?yàn)槎�苯碳酰二肼試劑具有還原性，暴露在空氣中容易被氧化變質(zhì)而逐漸失效，所以二苯碳酰二肼溶液應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用，用完之后將試劑保存在避光干燥陰涼的地方。

　　二苯碳酰二肼溶液的配制過(guò)程要注意一些問(wèn)題，配制過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格遵守GB7467-87的規(guī)定，取一定量二苯碳酰二肼溶于丙酮中，再加水稀釋至所需濃度，在稀釋前一定要保證二苯碳酰二肼全部溶解于有機(jī)溶劑，否則會(huì)出現(xiàn)溶質(zhì)結(jié)塊現(xiàn)象，導(dǎo)致配制失敗，造成試劑和時(shí)間的浪費(fèi)。配制好的二苯碳酰二肼溶液應(yīng)儲(chǔ)存在棕色瓶中放置于冰箱中冷藏，當(dāng)溶液的顏色變成棕黃色時(shí)一律丟棄重新配制，否則會(huì)使吸光度增大，使鉻含量結(jié)果偏高。此外，溶液在冰箱中儲(chǔ)藏時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)溶質(zhì)的結(jié)晶現(xiàn)象，這是由于在低溫下，二苯碳酰二肼的溶解度變小從而從溶液中析出，所以配制好的溶液不要在冰箱里貯存太長(zhǎng)時(shí)間，最好現(xiàn)配現(xiàn)用。

　　4.調(diào)節(jié)水樣pH值

　　GB7467-87規(guī)定的最佳待測(cè)pH值為7，所以拿到水樣后，應(yīng)先用pH試紙測(cè)試一下樣品的pH值，然后根據(jù)實(shí)際情況選擇一定濃度的酸或者堿溶液加入水樣中調(diào)節(jié)pH值到7，再進(jìn)行下一步測(cè)試。如果需要加入大量的酸或者堿，可以配制濃度大的酸溶液或堿溶液，同時(shí)注意加入的體積不應(yīng)超過(guò)水樣體積的0.5%，否則會(huì)顯著增加樣品液體的體積，給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)較大的誤差。

　　5.雜質(zhì)離子的干擾和消除

　　水和廢水中不僅存在鉻離子，還會(huì)存在一些其他的金屬離子，比如三價(jià)鐵離子、亞汞離子、汞離子和五價(jià)釩離子等。以三價(jià)鐵離子為例，在酸性條件下，三價(jià)鐵離子達(dá)到一定濃度后也會(huì)與二苯碳酰二肼發(fā)生反應(yīng)生成黃色絡(luò)合物，由此帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差。但是三價(jià)鐵離子可以與過(guò)量的磷酸生成無(wú)色的絡(luò)合離子，這樣就可以消除三價(jià)鐵離子的影響。那么在實(shí)際的操作中，可以在溶液中加入適量磷酸，不僅可以調(diào)節(jié)溶液pH，還可以掩蔽三價(jià)鐵離子，消除其對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。亞汞離子、汞離子雖然也會(huì)和二苯碳酰二肼發(fā)生顯色反應(yīng)，但是在本實(shí)驗(yàn)的條件下，并不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成干擾。但值得一提的是，五價(jià)釩離子即使在濃度很低的情況下也會(huì)與二苯碳酰二肼發(fā)生顯色反應(yīng)，但特殊的是顏色會(huì)在5分鐘左右迅速褪去，所以實(shí)驗(yàn)中才有了反應(yīng)10分鐘后再進(jìn)行分析的規(guī)定，這樣也有效地消除了五價(jià)釩離子的干擾。

　　6.色(濁)度干擾的消除

　　有兩種方法可以消除色(濁)度帶來(lái)的干擾。一，如果采集到的水樣較為清潔，呈現(xiàn)微紅色、淡綠色或者水體有點(diǎn)渾濁，可以運(yùn)用色(濁)度校正法預(yù)處理，能夠有效地消除干擾。二，如果采集到的水樣是受到嚴(yán)重污染的地表水或者工業(yè)排放的廢水，水樣很渾濁，呈現(xiàn)出墨綠色、深紅色或黑灰色，此時(shí)要采用鋅鹽沉淀分離法對(duì)水樣預(yù)處理，消除干擾。兩種方法已經(jīng)被廣泛采用，并被諸多文獻(xiàn)采用。

　　四、總結(jié)

　　本文系統(tǒng)探討了應(yīng)用國(guó)標(biāo)經(jīng)典分析方法—GB7467-87測(cè)定水和廢水中六價(jià)鉻的方法原理、儀器試劑和一些關(guān)鍵操作技術(shù)問(wèn)題。分別從容器和儀器的準(zhǔn)備、試劑的選擇、如何消除雜質(zhì)離子的干擾以及如何預(yù)處理受到輕微污染或者嚴(yán)重污染的水樣，在國(guó)標(biāo)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性，為今后的測(cè)定提供參考方法。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水與廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水與廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002：344-349.

　　[2]李小燕,李樹(shù)偉,潘建章等.熒光共振能量轉(zhuǎn)移體系測(cè)定Cr(Ⅵ)的研究[J].四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2005,28(06)：712-714.

　　[3]韓巖.水中六價(jià)鉻的應(yīng)急事故測(cè)定方法[J].環(huán)境研究與監(jiān)測(cè),2004,17(04)：18-20.

　　[4]張志杰,莊晶.六價(jià)鉻分析中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題[J].遼寧城鄉(xiāng)環(huán)境科技,1999，19(02)：35-36.

　　創(chuàng)新科技以創(chuàng)新為主旨，辦高品質(zhì)雜志。主要發(fā)表科學(xué)、科技政策與管理、科技發(fā)展戰(zhàn)略、技術(shù)創(chuàng)新與管理、科技創(chuàng)新、科技人力資源開(kāi)發(fā)與管理、科技與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)管理、生命科學(xué)、地學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、建筑科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等。