环境水样中 Cr( Ⅲ )测定方法（一）

　　【来源/作者】北纳创联

　　摘要建立固相萃取与电感耦合等离子体原子发射光谱法 (ICP–AES) 测定环境水样中 Cr( Ⅲ ) 含量的方法。合成了功能化铁氧体磁性材料作为固相萃取剂， 优化了固相萃取条件。当样品溶液的 pH 值为 2.5 时， 固相萃取剂能在 5 min内完成 Cr( Ⅲ ) 的富集。使用 1 mol／L HNO 3 在 3 min 内即可解吸附分离 Cr( Ⅲ )， 饱和吸附容量为 15.2 μg／mg， 研究了共存离子的影响。Cr( Ⅲ ) 含量在 1～50 μg／L 范围内与发射光谱强度呈良好的线性关系， 线性相关系数为 0.999 9，检出限为 0.09 μg／L， 测定结果的相对标准偏差为 2.2%(n=8)， 回收率为 97.7%～104.8%。该方法高效、 快速， 测定结果准确可靠， 可用于测定环境水样品中的痕量 Cr( Ⅲ )。

　　Determination of Trace Cr( Ⅲ ) in Environmental Water Samples by ICP–AESCombined with Solid Phase Extraction

　　Tian Hua(Lanzhou Petrochemical Vocational and Technical College， Lanzhou730060， China)

　　AbstractA method was established for determination of trace Cr( Ⅲ ) in environmental water samples by using solid phase extraction(SPE) and inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Functional ferrite magnetic particles was synthesized and used as solid phase extractant, the conditions of SPE were optimized. The solid phase extraction agent could completed the Cr( Ⅲ ) concentration with the sample solution of pH 2.5 within 5 min. Desorption separation of Cr( Ⅲ ) was completed within 3 min by using 1 mol／L HNO 3 . The adsorption capacity of solid phase extractant was 15.2 μg／mg. The content of Cr( Ⅲ ) had good linear relationship with the intensity of emission spectrum in the range of 1–50 μg／L, the linear correlation coefficient was 0.999 9, the detection limit was 0.09 μg／L. The relative standard deviation of determination results was 2.2%(n=8). The recoveries ranged from 97.7% to 104.8%. The method can detect trace Cr( Ⅲ ) in environmental water samples quickly， efficiently and accurately.

　　Keywordsferrite magnetic material; Cr( Ⅲ ); SPE; ICP–AES

　　铬在水环境中主要以 Cr( Ⅲ ) 和 Cr( Ⅵ ) 两种稳定的氧化态存在， 二者物化性质和生物反应截然不同。Cr( Ⅲ ) 无毒， 且是人体必需的微量元素之一； Cr( Ⅵ ) 具有极强的水溶性， 对人类、 动物、 植物具有高毒性， 是毒理学家公认的致癌物。文献中报道测定铬的方法有多种， 如比色法［1］、 原子吸收光谱法［2］ 等， 但均不能测出其具体价态， 国际上检测水中的 Cr( Ⅲ ) 是先将其氧化为 Cr( Ⅵ ) 测定后再进行计算［3］， 这样既不方便， 也引入了误差。水样中Cr( Ⅲ ) 的含量多为痕量， 如何找到一种简便的方法对 Cr( Ⅲ ) 进行富集并准确快速地测定显得越来越重要。

　　固相萃取 (SPE) 技术克服了液 – 液萃取及一般柱层析技术的缺点， 能高效地富集待测目标组分并将其与干扰组分迅速分离， 萃取过程简单快速且回收率较好， 同时还可减少杂质的引入， 易实现自动化。磁分离技术已有广泛的应用［4–8］， 因此笔者制备了新型磁性材料作为固相萃取剂， 外加磁场作用下磁性材料可迅速与基体溶液分离， 大大提高了分离速率和操作简便性， 且磁场撤离后没有剩磁保留， 据此建立了固相萃取 – 电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP–AES) 测定环境水样中的 Cr( Ⅲ ) 含量。

　　1实验部分

　　1． 1主要仪器与试剂

　　电感耦合等离子原子发射光谱仪： IRISAdvantage ER／S 型， 美国 TJA 公司；

　　FT 红外光谱仪： Nicolet NEXUS 670 型， 美国Nicolet 公司；

　　数字酸度计： pHs-10C 型， 萧山市科学仪器厂；

　　超声振荡器： KQ–300DE 型， 上海实验仪器厂；

　　微孔滤膜： 孔径 0.45 μm ；

　　三 氯 化 铁 (FeCl ₃ · 6H ₂ O)、 氯 化 亚 铁(FeCl ₂ · 4H ₂ O)、 四乙氧基硅烷 (TEOS) 和盐酸 ( 密度为 1.19 g／cm 3 ) ： 分析纯， 上海第一化学试剂制品厂；浓氨水、 冰乙酸： 分析纯， 北京化学试剂制品厂；

　　锌试剂 (Zincon)、 丙三醇、 甲醇、 甲苯、 无水乙醇：分析纯， 国药集团化学试剂有限公司；

　　3- 氨丙基三乙氧基硅烷 (APTS， KH550) ： 青岛海洋大学化工有限公司；Cr( Ⅲ ) 标准溶液： 1 mg／mL， 北京钢铁研究总院；

　　黄河水样： 取自兰州市城关段；

　　长江水样： 取自武汉段；

　　自来水样： 取自本实验室；

　　实验用水为去离子水， 所用容器均用 10% 的硝酸浸泡 24 h 后用二次蒸馏水和去离子水多次冲洗。

　　1.2锌试剂功能化磁性粒子 (ZSCMNPs) 制备使用共沉淀法制备得到磁性纳米粒子， 在表面修饰锌试剂使其功能化， 即得到锌试剂功能化的磁性粒子 (ZSCMNPs) ［9］ 。

　　1.3ICP–AES 仪器工作条件

　　高频功率： 1.15 kW ；

　　雾化气流量： 0.6 L／min ；

　　辅助气流量： 1.0 L／min ；

　　冷却气流量： 14 L／min ；

　　雾 化 压 力： 207 kPa(30 psi) ；

　　分 析 波 长： 283.563nm( 扣除背景位置 283.526 nm 和 283.605 nm) ；

　　积分时间： 20 s。

　　1.4标准溶液的配制

　　用微量移液器准确移取 100 μL Cr( Ⅲ ) 标准溶液， 用氨水调至 pH 2.5， 用水定容至 100 mL， 即得到 1 μg／mL Cr( Ⅲ ) 标准溶液。再按同样的方法配制得到质量浓度分别为 0.1， 0.5， 1， 3， 5 μg／mL的 Cr( Ⅲ ) 系列标准工作溶液。

　　1.5样品处理

　　将新采集到的黄河水样、 长江水样、 自来水样静置 48 h， 普通过滤后再用 0.45 μm 聚四氟乙烯微孔过滤器过滤， 用氨水调至 pH 1 备用。检测时直接取样用氨水调至 pH 2.5。

　　在 25 mL 的比色管中加入 30 mg 固相萃取剂ZSCMNPs 和 10 mL 上述的水样， 超声 5 min 后用磁铁吸引使固液分离， 过滤得到已富集 Cr( Ⅲ ) 的ZSCMNPs， 向其中加入洗脱液 (2 mL 1 mol／L 的HNO ₃ )， 超声 3 min， 使萃取剂解吸附后外加磁铁吸引， 分离过滤 ZSCMNPs， 移取上清液用 ICP–AES测定其中的 Cr( Ⅲ ) 含量。




　　来源：北京标准物质网 www.biaowu.com 

　　来源：中国微生物菌种网 www.bnbio.com