徐署東 李衛(wèi)東 趙立勝 王華東 劉婷婷 施宏景 于雪榮

(安徽省疾病預(yù)防控制中心，合肥 230601)

全自動(dòng)生化分析儀快速測(cè)定飲用水中六價(jià)鉻

徐署東 李衛(wèi)東 趙立勝 王華東 劉婷婷 施宏景 于雪榮

(安徽省疾病預(yù)防控制中心，合肥 230601)

在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法“GB/T 5750.6—2006”的基礎(chǔ)上，用無(wú)水乙醇代替有毒的丙酮，同時(shí)結(jié)合生化分析儀的軟硬件條件，實(shí)現(xiàn)水中六價(jià)鉻的快速、自動(dòng)測(cè)定。測(cè)定方法的線性范圍為0～200 μg/L，線性相關(guān)系數(shù)r=0.999 6，檢出限為3.9 μg/L(取樣量為35 μL)，加標(biāo)回收率在98.7%～101%。方法具有取樣量少、簡(jiǎn)便快速、自動(dòng)準(zhǔn)確檢測(cè)等特點(diǎn)，適合大批量樣品的分析應(yīng)用，有效避免人為操作和環(huán)境條件對(duì)定量測(cè)定的不良影響。

全自動(dòng)生化分析儀；六價(jià)鉻；快速測(cè)定

0 前言

鉻是一種重金屬元素，廣泛存在于天然環(huán)境中，其化合物的價(jià)態(tài)主要有三價(jià)和六價(jià)，而六價(jià)鉻的毒性約是三價(jià)鉻的100倍，且易被人體吸收造成蓄積，對(duì)機(jī)體有很大的危害[1-2]，因此在水質(zhì)檢測(cè)中，準(zhǔn)確測(cè)定六價(jià)鉻要比總鉻顯得更為重要。飲用水質(zhì)檢測(cè)中定量測(cè)定六價(jià)鉻的分析方法有很多，如分光光度法[3]、石墨爐原子吸收光譜法[4-5]、液相色譜法[6]、催化光度法[7]、離子色譜法[8]等。儀器分析方法種類繁多，但適宜的方法有限，由于二苯碳酰二肼是六價(jià)鉻的專屬顯色劑，因此最常用的還是二苯碳酰二肼分光光度法，目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[9]用的也是該方法，但國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中比色等操作均為人工進(jìn)行，且使用了有毒的丙酮作為溶劑配制二苯碳酰二肼溶液，取樣量大(50 mL)，操作步驟繁多。本方法溶液配制時(shí)使用無(wú)水乙醇代替國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有毒的丙酮，簡(jiǎn)化了步驟，將硫酸溶液和二苯碳酰二肼溶液雙試劑合一，使用全自動(dòng)生化分析儀自動(dòng)進(jìn)樣分析檢測(cè)，取樣量?jī)H為35 μL，內(nèi)置式恒溫水浴裝置和自動(dòng)冷藏試劑倉(cāng)，減少了環(huán)境和人為操作對(duì)微量實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度的影響，準(zhǔn)確性高，適用于大量生活飲用水樣品的分析測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

在酸性溶液中，六價(jià)鉻[以下簡(jiǎn)寫Cr(Ⅵ)]與二苯碳酰二肼反應(yīng)，生成紫紅色化合物，在一定濃度范圍內(nèi)，吸光度與六價(jià)鉻的濃度呈正比。

1.2 儀器與試劑

7100全自動(dòng)生化分析儀(日立公司)。

Cr(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)溶液[0.100 g/L，GBW(E)080629水中Cr(Ⅵ)，上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，批號(hào)：1310]，無(wú)水乙醇(分析純)，濃硫酸(優(yōu)級(jí)純)，實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水。

1.3 試劑配制

硫酸溶液[c(H2SO4)=2.5 mol/L]：量取140 mL濃硫酸，緩慢加入到700 mL去離子水中，攪拌冷卻后稀釋至1L。

二苯碳酰二肼溶液(2.0 g/L)：稱取0.2 g二苯碳酰二肼，溶于100 mL無(wú)水乙醇中，加入10 mL硫酸溶液(2.5 mol/L)，混勻后備用，置于4 ℃冰箱中遮光冷藏可保存20 d。

Cr(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)中間溶液(10 mg/L)：準(zhǔn)確吸取10 mL Cr(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.100 g/L),用去離子水稀釋定容于100 mL容量瓶中，搖勻。

Cr(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液(0～200 μg/L)：用微量取樣器分別吸取0、100、300、500、1 000、2 000 μL Cr(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)中間溶液(10 mg/L)置于6個(gè)100 mL容量瓶中，用去離子水稀釋定容，混勻，此標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度分別為0、10、30、50、100、200 μg/L。該標(biāo)準(zhǔn)系列溶液宜現(xiàn)配現(xiàn)用。

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳波長(zhǎng)的選擇

取2 mL濃度為200 μg/L的Cr(Ⅵ)標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入700 μL二苯碳酰二肼溶液(2.0 g/L)，在340～800 nm范圍進(jìn)行連續(xù)波譜掃描，繪制出吸光度值與檢測(cè)波長(zhǎng)之間的吸收曲線(如圖1)，表明Cr(Ⅵ)與二苯碳酰二肼形成的復(fù)合物在546 nm處有最大吸收峰，故實(shí)驗(yàn)選擇波長(zhǎng)546 nm為檢測(cè)波長(zhǎng)。

圖1 Cr(Ⅵ)與二苯碳酰二肼形成的復(fù)合物溶液 體系的吸收曲線Figure 1 The absorption curve of the complex solution system formed by Cr(VI) and diphenylcarbazide.

2.2 儀器參數(shù)設(shè)定

采用單試劑6點(diǎn)定標(biāo)方法，表1為設(shè)定的儀器最佳參數(shù)。

表1 儀器測(cè)定的最佳參數(shù)Table 1 Optimal instrument parameters

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

生化分析儀法標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍為水中含Cr(Ⅵ)濃度0～200 μg/L，如圖2所示，線性關(guān)系良好，線性方程為：y=1.943 9x+30.982，線性相關(guān)系數(shù)r=0.999 6。

2.4 檢出限

平行測(cè)定空白管(標(biāo)準(zhǔn)曲線0管)10次均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別為2.7、1.3 μg/L，以3倍空白值的標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算出檢出限為3.9 μg/L，與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法的檢出限0.004 mg/L基本一致。

2.5 方法精密度和準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)

選擇Cr(Ⅵ)含量低、中、高3種濃度的實(shí)際水樣，平行測(cè)定6次，取平均值并計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見(jiàn)表2，相對(duì)偏差遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水質(zhì)檢測(cè)的精密度要求10%；做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，如表3所示，平均加標(biāo)回收率為99.6%，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一般水樣加標(biāo)回收率范圍85%～115%的要求，該方法準(zhǔn)確度符合檢驗(yàn)要求。

表2 實(shí)際水樣精密度實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果Table 2 Experimental results of the precision tests for real water samples(n=6) /(μg·L-1)

表3 實(shí)際水樣加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)Table 3 Recovery rate experiments for real water samples(n=6) /(μg·L-1)

圖2 生化分析儀法標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 2 The standard curve of the biochemical analyzer.

3 結(jié)語(yǔ)

采用全自動(dòng)生化分析儀，縮短了體系反應(yīng)時(shí)間，使得大量樣品的全自動(dòng)化操作更簡(jiǎn)單，取代了傳統(tǒng)的人工比色，減輕了檢測(cè)人員的負(fù)擔(dān)，提高了實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)效率且結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

生化儀多配有恒溫水浴裝置，反應(yīng)溫度恒定在(37±0.1) ℃，因此受環(huán)境溫度影響小，環(huán)境適應(yīng)性好，室內(nèi)溫濕度基本不影響檢測(cè)的準(zhǔn)確度；試劑倉(cāng)具備冷藏功能，延長(zhǎng)二苯碳酰二肼溶液的有效使用時(shí)間。

取樣量少，所用含Cr(Ⅵ)溶液使用少，避免了實(shí)驗(yàn)人員的手動(dòng)操作接觸危害的同時(shí)減少了對(duì)環(huán)境污染排放。

方法研究表明，檢測(cè)線性范圍合理，相關(guān)系數(shù)好，樣品檢測(cè)精密度好、加標(biāo)回收率高，適合自動(dòng)化、大批量樣品的水質(zhì)檢測(cè)。

[1] 陳連明,馬放均,李東明.應(yīng)用便攜式快速水質(zhì)檢測(cè)儀測(cè)定廢水中的六價(jià)鉻[J].現(xiàn)代儀器(ModernInstruments),2008(6):36-38.

[2] 徐國(guó)津,樊穎果,趙倩.原子吸收光譜和原子發(fā)射光譜法測(cè)定工業(yè)廢水中的總鉻[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2014,4(2):1-4.

[3] 徐義邦,樊孝俊,龔嫻.二苯碳酰二肼分光光度法測(cè)定水中六價(jià)鉻方法的改進(jìn)[J].中國(guó)給水排水(ChinaWaterandWastewater),2015,31(8):106-108.

[4] 馮江,馮宇川.聚酰胺分離富集-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定環(huán)境水中微量鉻(Ⅵ)[J]. 中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志(ChineseJournalofHealthLaboratoryTechnology),2002,12(6):683.

[5] 毛志瑛.石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定水生動(dòng)物中的鉻[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2011,1(2):47-49.

[6] 呂光,馬永民,王敏榮,等.水中三價(jià)鉻和六價(jià)鉻的柱前衍生-液相色譜同時(shí)測(cè)定法[J]. 環(huán)境與健康雜志(JournalofEnvironmentandHealth),2014,31(9):799-801.

[7] 張志軍.催化光度法測(cè)定水中痕量鉻[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志(ChineseJournalofHealthLaboratoryTechnology),2006,16(4):444-445.

[8] 胡忠陽(yáng),汪瓊,葉明立,等.離子色譜法測(cè)定飲用水中的六價(jià)鉻[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2012,2(增刊):1-2.

[9] 中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部.GB/T 5750—2006 生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法[S].北京:人民衛(wèi)生出版社,2006.

Rapid Determination of Hexavalent Chromium in Drinking Waterby Automatic Biochemical Analyzer

XU Shudong, LI Weidong, ZHAO Lisheng, WANG Huadong, LIU Tingting, SHI Hongjing, YU Xuerong

(AnhuiDiseaseControlandPreventionCenter,Hefei,Anhui230601,China)

On the basis of thenational standard method (GB/T 5750.6-2006), a new method was developed for rapid and automatic determination of hexavalent chromium in water by replacing toxic acetone with anhydrous ethanol and using both hardware and software of the biochemical analyzer. The linear range of the method was 0-200 μg/L, the correlation coefficientrwas 0.999 6, the detection limit was 3.9 μg/L (The sampling amount was 35 μL), the recovery rate was 98.7%-101%. The method has the characteristics of small sampling volume, simplicity, fast speed, automatic and accurate detection, and is suitable for the analysis of large quantities of samples. In addition, it can effectively avoid the adverse effects of human operation and environmental condition on the quantitative measurement.

automatic biochemical analyzer; hexavalent chromium; rapid determination

2016-05-10

2016-06-23

徐署東，男，初級(jí)檢驗(yàn)師，主要從事理化檢驗(yàn)研究。E-mail：xushud@126.com

10.3969/j.issn.2095-1035.2016.03.002

O661；TH744.12

A

2095-1035(2016)03-0009-03