原子吸收法测定环境中铬的研究进展

张 庆

(陕西安科安全生产技术研究所有限公司，陕西 西安 710065)



原子吸收法测定环境中铬的研究进展

张 庆

(陕西安科安全生产技术研究所有限公司，陕西 西安 710065)

对原子吸收法测定环境中的铬进行了综述，介绍了环境上铬的测定方法包括现场应急检测法和实验室检测法，着重介绍了原子吸收法测定铬。铬样品采集根据样品状态有不同的采集方法，其中空气中的铬采集主要用滤料法。采集得到的样品需经过消解法进行前处理，当样品含有待测物铬的浓度较低或有其他干扰离子是通常要使用到样品的分离与富集技术。对于检测结果的不确定度分析和检测结果的质量控制也会在很大程度上影响结果的准确性。

原子吸收法；铬；消解；分离富集；不确定度

环境中的铬主要以无机铬和有机铬两种主要形态存在，其中无机铬的含量比有机铬大得多，至于金属铬，其对人体几乎不产生有害作用，也未见引起工业中毒的报道。含量最高的无机铬化合物在环境中稳定存在的价态是Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)，铬的毒性与其存在的价态有极大的关系，六价铬的毒性比三价铬高约100倍，且六价铬化合物通过呼吸道进入的则易积存在肺部，在高浓度时具有明显的局部刺激作用和腐蚀作用，低浓度时为常见的致癌物质[1]。随着现代化工业的进步与发展也使得环境中的铬含量不断增加，因此准确测定环境中的铬含量对人民生产生活都有重要的意义。

1 检测铬的方法

环境上和职业卫生上对铬的检测方法主要有：①现场应急检测方法，包括速测管法、目视比色法、便携式分光光度法、便携式比色计(六价铬)；②实验室检测方法，高锰酸钾氧化-二苯碳酰二肼光度法测定水质总铬、火焰原子吸收法测定总铬、硫酸亚铁铵容量法、二苯碳酰二肼分光光度法和二苯碳酰二肼比色法等[2-4]。现场应急检测方法，例如速测管法具有体积小、质量轻、携带方便、操作简单快速和费用低的优点，但是检测的准确度和精密度较差，一般保存期限较短，这种方法主要是针对发生急性中毒时进行的环境有害物浓度检测；其他的目视比色法、便携式分光光度法、便携式比色计(六价铬)等方法也具有便携、操作简单、灵敏度高等优点，但是同样具有其固有的缺点，例如共存物的干扰对结果影响大，检测环境的影响大等。实验室检测方法主要是使用原子吸收法，该方法测定铬以其检出限低、选择性好、精密度高、抗干扰能力强、分析速度快、用样量小等特点得到了广泛的应用。本文主要针对原子吸收法测定铬的研究进展进行介绍。

2 样品的采集和前处理

各种有害元素在环境中存在的多样性，以及现代检测的多样性需求对样品的采集和前处理也提出了挑战。环境中铬的存在方式是多种多样的，针对不同的目标如水中铬、土壤中的铬、食物中的铬等可以按照采样要求采集具体的目标物，但是对于空气中的铬采集主要使用滤料采样法。滤料采样法主要使用微孔滤膜来采集空气中的铬，该方法具有采样效率高、采样流量范围宽、操作简便、使用的设备材料便宜、易于保存、携带方便、保存时间长的优点。

常用的预处理方法有洗脱法、消解法、溶剂解吸法和热解吸法，对于铬样品的测定主要使用消解法。消解法又主要分为酸消解，微波消解等方法。酸消解法是指利用氧化性酸将样品进行消解的方法。常用的消解液有氧化性酸如硝酸、高氯酸及过氧化氢等，为了提高消解的效率和加快消解速度，经常使用混合消解液，如1:9的高氯酸和硝酸的混合液。酸消解适用于大部分的样品前处理，但是用酸消解后易对结果产生影响，车全伟[5]的研究表明体系中的盐酸的酸度对铬测定无影响，硝酸酸度为1%～10%时会使铬的吸收降低3%，高氯酸浓度为1%～10%时使铬的吸收增加15%。微波消解处理样品具有加热速度快，样品无损失，使用酸少的优点，但需注意的是微波消解法不可以使用高氯酸，否则会引起爆炸。鞠荣[6]等用微波消解处理涂料测定其中的铬、镉和铅，发现微波消解法对样品中的重金属组分能消解完全，溶出率高。

3 铬的分离与富集

由于环境中有害物质采集时往往样品中含有的不仅仅是待测物质，同时还有其他的干扰物质，且待测的组分在样品中的分布不一定是均匀的，且铬在大部分样品中含量都较低，因此研究分离和富集铬显得尤为重要。现阶段见常用的分离与富集的技术都可以有选择地应用于原子吸收法试样的预处理中，目前使用较为普遍的是溶剂萃取法。目前报道的螯合萃取剂主要有氯化三辛基甲胺(TOMAC)[7]、磷酸三丁酯(TBP)[8]、二苯碳酰二肼和正戊醇[9]、吡咯烷二硫代甲酸铵(APDC)和4-甲基-2戊酮(MIBK)[10]等，使用螯合萃取剂可以有效的提高测定结果的准确度。对于其他的干扰离子，一般采用添加干扰抑制剂的方法，如张晓等[11]测定铁矿石中Zn、Co、Ni、Pb、Cr的含量时，为达到较理想的测定结果在混合元素的母液中加入硫酸钠和硫酸消除其他元素的干扰。车全伟[5]等在基体中加入2% Na2SO4后，可以完全克服硝酸、高氯酸对测定铬的影响。另外NH4Cl或KHSO4用作曾敏剂可以使不同铬化合物的测定灵敏度趋于一致，并有所提高，同时又是干扰抑制剂，可以消除共存元素Fe、Co、Ni、Pb、Mg的干扰，它还是助溶剂，避免了Cr在火焰中生成难熔的高温氧化物[12]。

4 检测结果不确定度

分析方法中测定结果的准确性是至关重要的，康晓文等[13]对实验过程中可能涉及的各方面进行分析计算得出，焰原子吸收法测定水中铬的不确定度的来源主要有标准溶液的配制过程引入、重复性测定样品时引入以及取样的体积和消解过程引入等。张娟等[14]的研究则更进一步表明所涉及的实验步骤中不确定度的来源主要是拟合校准曲线引入和重复测量的的不确定度，因此在标准溶液的配制过程中应该严格按照规定规范操作，减少由此引入的不确定度。

5 检测过程的质量控制

关于测定样品的质量控制，应从以下几点考虑。首先是采样时的质量控制，包括采样点的选择要符合行业规定；采样效率的控制，如根据待测物的理化性质选取采样的介质，根据待测物的存在状态选择合适的采样方法，采样时的流量选择，采样时现场环境的条件控制等；采样过程中误差的控制如采样的仪器设备是否在检定周期内，采样时的操作是否有误差等；现场样品空白对照。其次是样品实验室检测过程中的质量控制，包括人员，应具备专业的工作经验及质量控制经验；设备，应经过计量部门检定，精度和量程在合适的范围内；试剂，定期对所用试剂进行检测；方法，在选择标准方法时，优先采用国家标准、行业标准和地方标准；实验室质量控制，可以通过测定标准物质和质控样或者测定加标回收样品的方法控制。通过以上环节的质量控制，可以得到较为准确的测定结果。

6 结 语

目前环境上的铬可以根据其不同样品状态选择适合的采样介质和采样方法，在严格规范实验操作流程减小不确定度和完善检测过程质量控制的前提下，使用适合样品的处理方法并根据样品的实际情况选用螯合萃取剂、基体改进剂、干扰抑制剂等，可以准确、快速定量测定环境中的铬。原子吸收法测定铬以其检出限低、选择性好、精密度高、抗干扰能力强、分析速度快、用样量小等特点在将来会有更加宽广的前景。

[1] 薛斌,李月华,白晓琳,等.可见分光光度法对水样中痕量Cr (Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的同时测定[J].沈阳工业大学学报,2004,26(1):117-120.

[2] 国家环境保护总局.空气和废气监测分析方法.4版[M].北京:中国环境科学出版社,2003:228-229.

[3] 中国环境监测总站等译.固体废弃物试验分析评价手册[M].北京:中国环境科学出版社,1992:59-63,101-104.

[4] 中华人民共和国卫生部.GBZ/T 160.7-2004 工作场所空气有毒物质测定铬及其化合物[S].

[5] 车全伟.原子吸收法测定钢中的Cr、Mo的改进[J].国防技术基础,2013(2):23-24.

[6] 鞠荣,黄玲,陈敏敏.微波消解火焰原子吸收光谱法测定溶剂型木器涂料中的Pb、Cb和Cr [J].广东化工,2010,5(7):230-231.

[7] 舒刚,刘晓东.原子吸收法测定水中微量的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)[J].化学工程师,2007(8):19-20.

[8] 侯永根,陆建平.磷酸三丁酯萃取原子吸收法测定微量Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的研究[J].分析化学,1989,17(6):561-563.

[9] 贺容利,杨秋菊,黄可,等.萃取-火焰原子吸收法测定河水中的Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)[J].化学研究与应用, 2005,17(3):429-430.

[10]张宏绪,徐冬梅,王德才,等.分别萃取Cr3+、Cr6+的原子吸收法测定[J].世界元素医学,2008,15(2):46-47.

[11]张晓,孙绍武.火焰原子吸收光谱法测定铁矿石中Zn、Co、Ni、Pb、Cr含量的研究[J].内蒙古石油化工,2008(9):13-14.

[12]潘海燕,冀兰涛,顾亚中.微波消解-火焰原子吸收光度法测定底质中的Cr[J].甘肃环境研究与监测,2002,15(1):14-15.

[13]康晓文,李振兴.火焰原子吸收法测定水中铬的不确定度评定[J].化工管理,2013(12):70-71.

[14]张娟,金静,高莉,等.火焰原子吸收法测定土壤中总铬的测量不确定度评定[J].现代农业科技,2015(18):212.

Research Progress on Atomic Absorption Method for Determination of Chromium in Environment

ZHANGQing

(Shaanxi Anke Safety Production Technology Research Institute Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710065, China)

To summarize the atomic absorption method for the determination of chromium in environment, the determination of chromium on the environment was described, including on-site emergency detection and laboratory detection, it highlighted the determination of chromium by atomic absorption spectrometry.Chrome samples according to the state of the samples had different methods of collection, including chromium acquisition mainly used in the air filter material.Collection of sample pretreatment should be carried out after digestion, when the concentration of the sample containing chromium remained to be tested was low or there were other interference that ions were usually used for the sample separation and enrichment techniques.For the test results of uncertainty analysis and further quality control test results, the accuracy of the results will be drastically affected.

atomic absorption spectrometry; chromium; digestion; separation and enrichment; uncertainty degree

张庆(1985-)，女，工程师，主要从事职业卫生检测。

O657.3

A

1001-9677(2016)019-0032-02