鉻是一種自然界中廣泛存在的金屬元素，主要以三價和六價兩種形式存在，其中六價鉻容易穿過細(xì)胞膜被人體吸收，對人體的肺、肝、腎等器官造成傷害，濃度大時可能導(dǎo)致死亡[1,2]。建立一種測定飲用水、地表水中六價鉻的方法，對保護(hù)環(huán)境、維護(hù)人體健康具有重要意義。

目前測定六價鉻的方法中，我國國家標(biāo)準(zhǔn)方法采用二苯碳酰二肼衍生分光光度法，該方法對于顏色較深的樣品存在一定誤差[3,4]。使用陰離子交換分離六價鉻，二苯碳酰二肼柱后衍生的方法亦有若干文獻(xiàn)報道[5,6]；與分光光度法相比，陰離子交換分離可將CrO42-與其他陰離子分離并起到一定的富集作用。據(jù)此筆者建立了離子交換分離-二苯碳酰二肼衍生紫外可見檢測的方法，與國家標(biāo)準(zhǔn)方法相比具有更高的靈敏度。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1　主要儀器與試劑

離子色譜儀：PIC-10A型，青島普仁儀器有限公司，配有UV-1100型紫外-可見檢測器；

分析天平：精度為0.1 mg，德國Sartorius公司；

固相萃取柱、0.22μm濾膜：青島普仁儀器有限公司；

硫酸銨、氨水、重鉻酸鉀、二苯碳酰二肼：分析純，上海埃彼化學(xué)試劑有限公司；

98%濃硫酸：分析純，萊陽雙雙化學(xué)試劑廠；

甲醇：色譜純：上海埃彼化學(xué)試劑有限公司；

實(shí)驗(yàn)用水為電阻率大于18.2 MΩ·cm的純水。

1.2　色譜條件

色譜柱：PR-SA-8A陰離子交換分離柱（4.6 mm×200mm）；淋洗液：250mmol/L硫酸銨+100 mmol/L氫氧化銨溶液；流速：1.50 mL/min；進(jìn)樣體積：375 mL；衍生液：2.0 mmol/L二苯碳酰二肼+10%甲醇+1.0N硫酸，衍生液流速：0.50ml/min，反應(yīng)管體積：750ml，檢測波長：540nm。

1.3　樣品預(yù)處理

無色樣品以0.22mm濾膜過濾后直接進(jìn)樣分析，有顏色的水樣以RP柱和0.22mm濾膜過濾后進(jìn)樣分析。

2    結(jié)果與討論

2.1  色譜條件的優(yōu)化

     六價鉻在水溶液中一般以HCrO4-、CrO42-或Cr2O72-形式存在，與溶液的PH有較大關(guān)系。在堿性（PH>9）的條件下主要以CrO42-形式存在，在常規(guī)的陰離子交換柱中強(qiáng)保留，保留時間長且峰型拖尾。采用高濃度的硫酸根離子為淋洗液可明顯縮短CrO42-的保留時間且峰型較為對稱。為保持流動相為堿性，采用NH4+-NH3緩沖體系，因此淋洗液采用250mmol/L硫酸銨+100 mmol/L氫氧化銨溶液。

CrO42-的檢測可采用抑制電導(dǎo)檢測、直接紫外檢測、二苯碳酰二肼衍生可見光檢測等方式，其中二苯碳酰二肼衍生可見光檢測靈敏度、選擇性較高[5,6]。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在375ml進(jìn)樣體積條件下，0.01～1.0mg/L范圍內(nèi)六價鉻衍生后吸光度與質(zhì)量濃度呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2=0.9995，方法對六價鉻檢出限為2.8mg/L,因此選用二苯碳酰二肼衍生法。

2.2　線性方程與定量限

在確定的色譜條件下，將處理所得樣品輸入離子色譜儀進(jìn)行分析，結(jié)果如圖1所示。

 

圖2 飼料中六價鉻的離子色譜圖

（1-六價鉻：50mg/L;）

分別配制0.01，0.02，0.05，0.2及1.0 mg/L的六價鉻標(biāo)樣，按照濃度由低到高的順序依次進(jìn)樣分析，以質(zhì)量濃度（mg/L）為橫坐標(biāo)，峰面積為縱坐標(biāo)繪制線性方程。以3倍的信噪比（S/N=3）計算檢出限，以10倍的信噪比（S/N=10）計算定量限。六價鉻的線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)、定量限結(jié)果見表1。

表1　線性范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)以及檢出限和定量限

本方法對六價鉻檢出限為2.8mg/L，低于國家標(biāo)準(zhǔn)中4.0 mg/L的檢出限，因此本方法比國家標(biāo)準(zhǔn)方法靈敏度高，增大進(jìn)樣體積可獲得更低的檢出限。

2.3　回收率與重現(xiàn)性

在已知的色譜條件下，向水樣中添加一定量的六價鉻進(jìn)行回收試驗(yàn)，平行測定5次。試驗(yàn)結(jié)果見表2。從表2可知，六價鉻的回收率在98～108%之間，表明測量度較高。平行測定五次的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2.63～4.95%之間，說明本方法的測量精密度較高，可應(yīng)用于實(shí)際樣品的分析檢測。

表2　六價鉻加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

3　結(jié)語

采用離子色譜柱后衍生法測定飲用水、地表水中的六價鉻，重現(xiàn)性較好，度較高，靈敏度優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)方法，且分析時間短，是測定飲用水、地表水中六價鉻的可靠方法。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 陳春添.皮革化工，2003,20(4):24-27

[2] 賀婕，余家勝，黃忠平，等.分析化學(xué)，2014,42:1189-1194

[3] GB/T 5750.6-2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 金屬指標(biāo)

[4] 虞銳鵬，胡忠陽，葉明立，等.色譜，2012,30(4):409-413

[5] http://www.dionex。。ｃｏｍ/en-us/webdocs/4231-AN-80-IC-Chromium-Drinking-Water-AN71358-EN.pdf

[6] http://www.dionex。。ｃｏｍ/en-us/webdocs/4242-AU144_LPN1495.pdf

 

Determination of Chromium (Hexavalent) in Drinking water and ground water by Ion Chromatography coupled with post-column derivitization

Wang Cunjin

 (Qingdao Puren Instrument Co., Ltd, Qingdao 266043, China)

Abstract　A method was developed for the determination of Chromium(Hexavalent) in drinking water and ground water by ion chromatography coupled with post-column derivitization. The drinking water and ground water sample was treated by RP column and filtration to obtain clear solution. Chromium (Hexavalent) in the drinking water and ground water sample was determined by ion chromatography coupled with post-column derivitization and UV-Vis detection (530nm). The absorbance  after derivitization showed good linearity with concentration in the range of 0.01-1.0 mg/L and the correlation coefficient is 0.9995. The LOD for Chromium(Hexavalent) was 2.8 mg/L, Which is superior to national standard method (4mg/L，50ml sample tested) .The recovery and repeatability were in the range of  98～108% 、2.63～4.95%, respectively. The method showed higher sensitivity and could be applied to drinking water and ground water analysis.

Keywords　Chromium(Hexavalent); ion chromatography; post column derivitization; drinking water；ground water