地表水中六价铬的测定方法研究

地表水中六价铬的测定方法研究

宋红星

曲靖市生态环境局师宗分局生态环境监测站    655799

摘要:分析了饮用水及污水中六价铬的四种测定方法,实验结果表明,二苯碳酰二肼分光光度法适合于饮用水和水源水检测,火焰原子吸收分光光度法适合于低浓度铬污水、废水检测,硫酸亚铁铵滴定法适合于高浓度六价铬废水中总铬的测定,重铬酸钾法适合于直接测定高浓度六价铬含量。

关键词:六价铬水质分析；二苯碳酰二肼分光光度法；原子吸收分光光度法；硫酸亚铁铵滴定法；重铬酸钾法

铬能以六价和三价两种形式存在于水中。电镀、制革、制铬酸盐或铬酐等工业废水,均可污染水源,使水中含有铬。医学研究发现,六价铬有致癌的危害,六价铬的危害比三价铬强100倍。按规定,生活饮用水中铬，(Ⅵ)不得超过0105mg/L(GB5749-85),地面水中铬(Ⅵ)含量不得超过011mg/L( GB3838-88),污水中铬(Ⅵ)和总铬最高允许排放量分别为015mg/L和115mg/L(GB 8978-88)。本文比较分析了饮用水及污水中六价铬的四种测定方法,并得到到结论。

一、方法介绍

（一）二苯碳酰二肼分光光度法

在酸性溶液中,六价铬可与二苯碳酰二肼作用,生成紫红色络合物,比色定量。铬与二苯碳酰二肼反应时, 溶液的酸度应控制在氢离子浓度为0.05～0.3mol/L,且以0.2mol/L时显色最稳定。

含铁量大于lmg/L 显色后呈黄色,产生干扰; 六价钼和汞也和显色剂反应生成有色化合物,但在本方法的显色酸度下, 反应不灵敏, 钼和汞的浓度达200mg/L 不干扰测定; 钒含量高于4mg/L 时干扰显色,但钒与显色剂反应后l0min可自行褪色。

主要试剂和仪器:(1)铬标准贮备溶液:准确称取于120℃下干燥2h的基准物k2 Cr2O7 0.2830g于50mL烧杯中,用水溶解后转至1000mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。此Cr(Ⅵ) 溶液的浓度为0.100mg·mL;(2)铬标准操作溶液:用吸量管移取铬贮备液5mL于500mL容量瓶中,用水稀释至刻度, 摇匀。得到1.00μg·mL-1 Cr (Ⅵ)溶液。临用时新配; ( 3 ) DPCI溶液2g·L-1 :称取011g DPCI,溶于25mL丙酮后,用水稀释至50mL,摇匀。贮存于棕色瓶中,放入冰箱中保存,颜色变深后不能使用;(4) H2SO4(1+1);(5)分光光度计;(6)50mL比色管(7支);(7)吸量管。

本方法适用于测定生活饮用水及水源水中六价铬的含量。本法最低检测量为0.2μg六价铬。若取50ml水样测定,则最低检测浓度为0.004mg/L。

(二)火焰原子吸收分光光度法

将水样加人试剂后,直接喷入火焰,在空气一乙炔火焰中形成的铬基态原子对357.9nm的共振线产生吸收。将水样的吸光度与标准溶液的吸光度进行比较,测定水中铬的含量。HC1,HC104,HN03,H3PO4,Cu,Ba,A1,Mg,Ca,Na,Sr,Zn,Sn,Fe3+在测定时会产生一定的干扰,在试样中加人1%～2%的氯化铵可以消除上述大部分的干扰。

主要试剂和仪器: (1)铬标准贮备液:称取120℃干燥2h的重铬酸钾(优级纯) 0.5658g,用新鲜去离子水溶解后,移人1000m1容量瓶中,稀释至标线。每毫升溶液含0.200mg铬; (2)铬标准使用液:用水将标准贮备液稀释为每毫升溶液含50mg铬;(3)10%氯化铵溶液:称取10.0g氯化铵(优级纯),用水溶解,稀释至1.0ml;(4)硝酸:优级纯。(5)原子吸收分光光度计及配套辅助设备。

本法适用于水和废水中铬的测定浓度,测定范围为0.5mg/L～20mg/L。

(三)硫酸亚铁铵滴定法

在酸性溶液中,以银盐作催化剂,用过硫酸铵将三价铬氧化成六价铬,加入少量氯化钠,并煮沸除去过量的过硫酸铵及反应中产生的氯气,以苯基代邻氨基苯甲酸做指示剂,用硫酸亚铁铵溶液滴定使六价铬还原为三价铬,溶液呈绿色为终点,根据硫酸亚铁铵溶液的用量,计算出样品中总铬的含量,钒对测定有干扰,但在一般含铬废水中钒的含量在允许限以下。

钒对测定有干扰,但在一般含铬废水中钒的含量在允许限以下;三价铁干扰测定,当三价铁的浓度(mg/L)为六价铬的175倍时,可引入2.8%的相对误差。

主要试剂和仪器:(1)硫酸1:3;(2)硫酸1:9; (3)磷酸: 1:1;(4)N-苯基代邻氨基苯甲酸指示剂0.2%:称取铬指示剂0.2g溶于100mL0.2%碳酸钠溶液中,摇匀,贮于棕色瓶中,于低温下保存。(5)铬标准溶液:称取于120℃干燥2h的重铬酸钾1.1316g,用蒸镏水溶解后,移入1000mL 容量瓶中,稀释至标线,摇匀;此溶液lmL含0.2mg铬。(6)硫酸亚铁铵溶液:称分析纯硫酸亚铁铵25g溶于1000mLH2SO4 (1:9)溶液中,过滤,进行标定。

本方法适用于水和废水中高浓度(大于1mg/L )总铬的测定。

（四）重铬酸钾法

在测定六价铬含量时,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用(NH4)Fe(SO4)2标准溶液滴定至溶液由蓝紫色变为亮绿色为终点,反应方程式为: Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。

常于试液中加入H3PO4,减少由于滴定终点出现过迟而引起的误差,同时使Fe3+生成无色的稳定的Fe(HPO4)2-,使得计量点的电势增大,提高了滴定的准确度。

主要试剂和仪器:( 1)浓H2SO4:H3PO4(1:1)溶液;(2)二苯胺磺酸钠指示剂:0.1%;(3)Fe2+标准溶液:称分析纯硫酸亚铁铵25g溶于1000mlH2SO4(1:9)溶液中,过滤,进行标定;(4)重铬酸钾:分析纯;(5)H2SO4(1:9)溶液。

本方法适用于水和废水中高浓度(大于1mg/L )六价铬的测定。

二、分析实验及结果

表1　高浓度Cr6+四种方法测定结果比较

　以上述四种方法测定水样中六价铬,得到的数据如表1所示,进行比较分析,认为,仪器分析法测定高浓度六价铬废水时,需要稀释水样,易产生误差,测定结果的准确度差。而硫酸亚铁铵滴定法和重铬酸钾法适合高浓度六价铬含量的测定,如镀铬废水处理前原液,并且,前者适用于总铬的测定,而后者可直接测定六价铬。

为比较二苯碳酰二肼分光光度法和火焰原子吸收分光光度法,我们做了低本底底值加标回收实验,其数据如表2所示,结果表明,用火焰原子吸收分光光度法测定往往使结果偏低,但其检测浓度较二苯碳酰二肼分光光度法要高。因此,认为原子吸收法适用于检测相对较高浓度的样品而二苯碳酰二肼分光光度法用于检测六价铬浓度相对较低的样品。

表2　低本底水样二苯碳酰二肼分光光度法与火焰原子吸收

分光光度法加标回收实验比较

三、结论

硫酸亚铁铵滴定法和重铬酸钾法适合高浓度六价铬含量的测定,如镀铬废水处理前原液,并且,前者适用于总铬的测定,而后者可直接测定六价铬,操作简便、快速、容易掌握,又准确,因而更适合企业监测室进行测定。

二苯碳酰二肼分光光度法和火焰原子吸收分光光度法适合于低浓度六价铬的测定,用这两种方法测定高浓度六价铬废水,往往需要成倍甚至成百倍的稀释,容易产生误差,测定结果的准确度差。并且,用火焰原子吸收分光光度法虽可测定总铬,但往往使结果偏低,但其检测浓度较二苯碳酰二肼分光光度法要高。因此,认为原子吸收法适用于检测相对较高浓度的样品,如污水、废水的检测,而二苯碳酰二肼分光光度法用于检测饮用水等六价铬浓度较低的样品。

参考文献

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