二苯碳酰二肼光度法测定土壤中总铬

2014-03-10张思维王丽敏

浙江农业科学 2014年3期

关键词：电热板比色光度法

喻秀，张思维，王丽敏，王艳

（四川省成都市食品药品检测中心,四川成都 610065）

二苯碳酰二肼光度法测定土壤中总铬

喻秀，张思维，王丽敏，王艳

（四川省成都市食品药品检测中心,四川成都 610065）

采用二苯碳酰二肼比色法测定土壤中总铬,改进农业行业标准方法中的消解条件,通过阶梯性升高消解用电热板表面温度,使土壤样品消解尽量完全,达到完全消解的目的,提高测定样品的准确度和精密度,满足环境土壤中总铬测定的要求。本方法在0～10 mg·L-1范围内线性良好,线性回归方程为y=0.012 97χ-0.002 26,相关系数为0.999 21。按试验方法对空白溶液连续测定11次,计算得到方法的检出限为0.027 mg· kg-1,土壤标准样品测定结果偏差范围为2.0～4.5 mg·L-1。

土壤；总铬；二苯碳酰二肼光度法

自然土壤中平均含铬（Cr）50～100 mg· kg-1,土壤Cr污染主要来自铬矿和金属冶炼、电镀、制革等工业废水、废气和废渣。Cr3+多以氢氧化物或氧化物的形态存在,不溶于水,一般不会对环境产生严重污染,但Cr6+在碱性条件下以CrO4

2-形态存在,溶于水,在土壤中迁移扩散能力较强,不仅污染土壤,还会通过土壤迁移而污染地下水［1］。铬渣污染在全国二十多个省市都有报道。Cr是人体必需的微量元素,适量摄入有益于人体健康,同时铬又是严重危害人体健康的有害元素,尤其以六价铬危害最为严重［2］。六价铬在体内有蓄积作用,并能影响体内的氧化还原过程和水解过程。铬与蛋白质结合能抑制一些酶的活性,还可促进维生素C氧化,使血红蛋白变性从而降低红细胞的携氧能力。六价铬又是致突变物质,Ames试验和骨髓细胞微核试验都呈现阳性结果。

关于土壤中铬的检测相关报道［3-8］较多,标准分析方法中只有土壤中总铬的测定［9］。通过采用二苯碳酰二肼比色法,对几百批稻米、小麦、玉米、红薯、马铃薯产地土壤样品的总铬进行测定,积累了丰富的经验。笔者从土壤的消解方法出发,详细介绍了消解过程,供实际工作参考。

l 材料与方法

1.1 试剂及仪器

试剂硝酸、硫酸、磷酸、高锰酸钾、叠氮化钠、重铬酸钾、二苯碳酰二肼均为优级纯。Ess-1、 Ess-4土壤基准物质,从环境监测总站购入。

铬标准贮备溶液。称取0.282 9 g经110℃烘干2 h的重铬酸钾于小烧杯中,加入少量水溶解,无损移入1 L容量瓶中,用水定容,此溶液即为含量100 mg·L-1的标准贮备溶液。

二苯碳酰二肼溶液。称取二苯碳酰二肼0.25 g溶于100 m L乙醇溶液。

混合酸溶液。按照HNO3∶H2SO4∶HPO43∶1∶1体积比配置适量混合酸溶液。

UV-2450型分光光度计,日本岛津公司；TGL-16M高速台式冷冻离心机,湘仪离心机仪器公司；EH45-A,Lab Tech电热板。

1.2 土壤样品的制备

称取通过0.149 mm筛孔的风干试样0.45 g（精确至0.000 1 g）于100 m L三角瓶中,加几滴超纯水湿润样品,加10 m L混合酸摇匀,盖上表面皿,置于电热板上（不加热）,浸泡过夜。加热电热板,控制温度220℃消解2 h,本过程有大量红色气体逸出。2 h后,电热板表面温度以10℃·h-1逐渐升至280～300℃,至三角瓶中土样变白并出现大量白烟时,取下三角瓶冷却至室温。

如果有些样品未能变白,将三角瓶取下,冷至室温,再加入1 m L硝酸,加热至300℃,保持1 h,若土样未变白,再重复上述操作,加入硝酸直到土壤样品完全变白。用超纯水冲洗表面皿和三角瓶,将三角瓶中样品无损转入50 m L容量瓶中,若三角瓶内样品附着在内壁时加少量超纯水在超声波清洗仪中超声15～30 s,加水定容至刻度,摇匀,静置溶液澄清,同时做空白试验。

1.3 土壤样品的测定

准确吸取5.0 m L澄清溶液（若溶液浑浊需要离心）于25 m L比色管中,加1～2滴高锰酸钾溶液（1 g·L-1）至溶液呈紫红色,至沸水浴煮沸15 min,若紫红色褪去,再补加1滴高锰酸钾溶液,至紫色不褪,摇匀。趁热少量滴加叠氮化钠溶液（1 g·L-1）,迅速充分摇匀至紫红色刚好消失,将比色管置于冷水中冷却。加1 m L磷酸溶液摇匀,加水定容至刻度。加2 m L二苯碳酰二肼溶液,迅速摇匀。5 m in后,用3 cm比色皿于波长540 nm处,以标准系列溶液的零浓度为参比调节仪器零点比色,读取吸光度值。

1.4 绘制标准曲线

分别准确吸取1.0 mg·L-1的Cr标准溶液0.0,1.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0 m L于25 m L比色管中,加1 m L（1+1）磷酸溶液、0.25 m L（1+1）硫酸溶液,摇匀。加1～2滴高锰酸钾溶液至溶液呈现紫红色,至沸水浴煮沸15 min,若紫红色褪去,再补加1滴高锰酸钾溶液至紫色不褪,摇匀。趁热滴加叠氮化钠溶液,迅速充分摇匀至紫红色刚好消失,将比色管置于冷水中冷却,加水定容至刻度即为铬的标准系列溶液。加2 m L二苯碳酰二肼溶液,迅速摇匀。5 m in后,与试样同条件比色,读取吸光度值,绘制校准曲线。

1.5 计算

ω=m1×D/M。

式中：ω为土壤中Cr的质量分数（mg· kg-1）；m1为从校准曲线上查得的Cr含量（μg）；D为分取倍数,定容体积/分取体积,本方法为50/5；M为试样质量（g）。

2 结果与分析

2.1 工作曲线和检出限

标准工作液浓度分别为0.0,1.0,2.0,4.0, 8.0,10.0μg,线性回归方程为y=0.012 97χ-0.002 26,相关系数为0.999 21。按试验方法对空白溶液连续测定11次,计算得到方法的检出限为0.027 m L·L-1。

2.2 样品分析

采用二苯碳酰二肼分光光度法对土壤标准样品进行测试（表1）。

表1 土壤标准样品的测定

表1说明,二苯碳酰二肼分光光度法测定土壤标准样品时,其结果均在土壤标准值范围内。土壤标准样品的含量越高,测定值越低。造成测定值偏低的原因,一是叠氮化钠使高锰酸钾褪色时,加入过量的叠氮化钠；二是加入二苯碳酰二肼乙醇溶液时没有及时摇动,造成局部有机溶剂过量,而使Cr6+部分被还原为Cr3+；三是土壤样品消解不完全或转移定容样品时有损失。