专利名称：快速测定六价铬水溶液浓度的方法
技术领域：
本发明涉及一种测定铬水溶液浓度的方法，尤其是一种快速测定六价铬 水溶液浓度的方法。
背景技术：
铬化合物是水和土壤污染中最危险的化合物之一。在自然界，铬主要以
三价铬(Cr (III))和六价铬(Cr (VI))两种形式存在。三价铬的化学性质 稳定，通常以Cr(0H)3(s)andCrxFen(0H)3等难溶盐存在。六价铬的性质比较 活泼，通常以离子状态存在。低含量的三价铬是人体生命必须的元素，生物 毒性比较低，而六价铬则是人类确认的致癌物，具有强氧化作用，经吸收进 入血液后，在红细胞馁部与生物大分子反应，导致红细胞携带氧的机能发生 障碍，引起内窒息而出现缺氧症状。进入细胞的六价铬可造成DNA断裂，细 胞染色体畸变。六价铬的毒性是三价铬的IOO倍以上。我国现行的废水排放 标准GB 8978-1996中，六价铬的最高允许排放浓度仅为0. 5mg/L。因此，须 将废水中的六价铬转化成三价铬后，方能再排放。为此，现场快速准确地测 定六价铬，对于防止铬污染，保障人体健康有着重要的意义。
然而，目前人们对铬的监测多采用现场采样后，再回实验室进行分析的 方法，这种方法存在着分析所用的设备昂贵，分析操作的过程繁瑣，尤为不 能实时地对废水中的六价铬进行有效地监测的不足。
为解决这一问题，人们做了各种努力，如在1991年2月出版的《放射分 析和核化学杂志》第153巻第3期"生物参考材料中某些有毒元素的放化分 离检查方法"(M. B. A. Vasconcellos， V. A. Maihara， D. I. T. Favaro， M， J. A. Armelin， E, Cortes Toro， R. 0gris， Radiochemical separation methods for the determination of some toxic elements in biological reference materials, J. Radioanal. Nucl. Chem. 753 (1991) 185-189 )
一文中公开的放射化学法，它是将生物样品和标准样品密封后以9x 1012n. cm—2. s—1的剂量用中子流进行辐照7小时，再于的条件下在特氟龙容器中用10: 1的硝酸和氧氟酸溶液消解10小时，然后用阳离子交换树脂进 行处理，用GePopTopGMX探测器进行伽玛射线计量，从而得出铬的浓度；以 及如在2003年12月出版的《Analytica Chimica Acta》第499卷"用薄固 相圆柱树脂反应器进行谱学检测的痕量金属在线收集与浓缩在Cr(III)与 Cr(VI)形成方面的应用"(S. Motomizu， L Jit,ee， M. Oshima， On-line collection/concentration of trace metals for spectroscopic detection via use of small—sized thin solid phase (STSP) column resin reactors. Application to speciation of Cr (III) andCr(VI)， Anal. Chim. Acta 499 (2003) 149-155.)—文中披露的电感耦合等离子发射光谱法；在2004年出版 的《分析原子光谱》第19卷"一种结合离子交换与ETA-AAS在天然水和人尿 样品中生成铬的新系统"(M. Teresa Siles Cordero， Elisa I. Vereda Alonso: Amparo Garc f a de Torres and Jos 6 M. Cano Pav6n， Development of a new system for the speciation of chromium in natural waters and human urine samples by combining ion exchange and ETA-AAS， J. M. J. Anal. At. Spectrom. 19 (2004) 398-403)—文中提出的电热原子吸收光谱法；在 2001年3月出版的《Talanta》第53卷第6期"用激活的氧化铝微柱形成铬 及其连续注入原子吸收光谱分析"(M. J. Marque, R. A. Morales, A. Salvador. M. Guardia, Chromium speciation using activated alumina microcolumns and sequential injection analysis—flame atomic absorption spectrometry, Talanta 53 (2001) 1229-1239)—文中介绍的火焰原子吸收光 谱法；在2003年出版的《分析原子光谱》第18期"用高性能液相色谱和感 应耦合等离子体光谱进行铬形成分析一研究干扰离子的影响"(F. Se'by， S. Charles, M. Gagean， H. Garraud, 0. F丄Donard， Chromium speciation by hyphenation of high-performance liquid chromatography to inductively coupled plasma—mass spectrometry — study of the influence of interfering ions, J. Anal. At. Spectrom. 18 (2003) 1386-1390)—文中 提及的电感耦合等离子质量光谱法。使用上述各种方法来监测六价铬的浓度 尽管是行之有效的，且监测的精度也较高，却也同样存在着仪器设备比较昂 贵，监测成本和维护成本比较高，分析的过程相对繁瑣，且不能实时地在线连续测定六价铬的浓度的缺陷，同时也产生了一定的污染环境的负面作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服上述各种技术方案的局限性，提供一种 测试费用低、使用便捷、能实时在线快速测定六价铬水溶液浓度的方法。
为解决本发明的技术问题，所釆用的技术方案为快速测定六价铬水溶 液浓度的方法包括六价铬水溶液，特别是它是按以下步骤完成的第一步， 测定两个以上的不同标准浓度的六价铬水溶液在光波波长为346 ~ 350nm处 的吸光度；第二步，使用最小二乘法将测定的两个以上的不同标准浓度的六 价铬水溶液的吸光度建立起浓度对波长为346 ~ 350nm的吸光度的线性拟合， 得到线性拟合曲线y-a+bx，式中，a、 b为常数，y为对应浓度的六价铬水溶 液在3" 350nm处的吸光度，x为对应浓度的六价铬水溶液的浓度；第三步， 先测定待测浓度的六价铬水溶液在波长为346 350nm处的吸光度，再将其值 代入线性拟合曲线y-a+bx中计算出待测浓度的六价铬水溶液的浓度。
作为快速测定六价铬水溶液浓度的方法的进一步改进，所述的光波波长 为348nm;所述的不同标准浓度的六价铬水溶液的个数为> 5;所述的不同标 准浓度的六价铬水溶液的个数为7;所述的不同标准浓度的六价铬水溶液的 浓度分别为0.04mM、 0. 08mM、 0. 2mM、 0. 6mM、 lmM、 2mM和3mM;所述的线性 拟合曲线为y--0. 0672+1. 59744x。
相对于现有技术的有益效果是，其一，完成测试工作所用的费用极低， 不需要昂贵的测试设备，因此省去了高昂的测试费用和设备维护的费用；其 二，方便快捷，可在现场取样、现场测试，大大地节约了时间；其三，可在 现场在线实时地连续取样并测试，从而获得待测水溶液中六价铬的浓度在线 变化。
作为有益效果的进一步体现， 一是光波波长优选为348nm,更易于精确 地测定水溶液中六价铬的浓度；二是不同标准浓度的六价铬水溶液的个数优 选为>5,即可满足于一般测试精度下，对水溶液中六价铬浓度的测定；三是 不同标准浓度的六价铬水溶液的浓度分别优选为0. 04raM、 0.08mM、 0. 2mM、 0. 6mM、 lraM、 2mM和3mM时，线性拟合曲线为y--O. 0672+1. 59744x，此时的 测试为较佳的测试精度与费用比。附困说明
下面结合附图
对本发明的优选方式作进一步详细的说明。
图l是使用Carry 5e型紫外-可见-红外光谱仪测得的波段范围为200 ~ 600nm的光波对六价铬的光吸收曲线图，其中，横坐标为波长，纵坐标为六 价铬的相对吸光度；
图2是六价铬的浓度分别为0. 04mM、 0. 08mM、 0. 2mM、 0. 6mM、 lmM、 2mM 和3mM的标准溶液在光波波长为348mn处的光吸收随浓度的变化及用最小二 乘法进行线性拟合后的曲线。
具体实施例方式
首先用常规方法制得或从巿场购得浓度分别为0. 04mM、 0. 08mM、 0. 2mM、 0.6mM、 lmM、 2mM和3mM的标准六价铬的水溶液，以及为验证本发明，同时 也用常规方法制得或从巿场购得浓度为0. 05mM、 0. 16mM、 0. 40mM、 0. 8mM和 2.8M的标准六价铬的水溶液。接着，
实施例1:
按以下步骤依次完成测试第一步，先后测定浓度分别为0.04mM、 0. 08mM、 0. 2mM、 0. 6mM、 lraM、 2mM和3mM的标准六价铬水溶液在光波波长为 348nm处的吸光度。第二步，使用最小二乘法将上述测定的7个不同标准浓 度的六价铬水溶液的吸光度建立起浓度对波长为348nm的吸光度的线性拟 合，得到线性拟合曲线y--O. 0672+1. 59744x;式中，y为对应浓度的六价铬 水溶液在348nm处的吸光度，x为对应浓度的六价铬水溶液的浓度。第三步， 先测定选定的待测浓度的六价铬水溶液为标准浓度为0.05mM的六价铬水溶 液在波长为348nm处的吸光度为0.0159,再将该值代入线性拟合曲线 y--O. 0672+1. 59744x中计算出待测浓度的六价铬水溶液的浓度为0. 052mM。 由此可看出，两者的误差非常之小。
实施例2:
按以下步骤依次完成测试第一步、第二步同实施例1。第三步，先测 定选定的待测浓度的六价铬水溶液为标准浓度为0.16mM的六价铬水溶液在 波长为348nm处的吸光度为0.2023 ，再将该值代入线性拟合曲线 y=-0. 0672+1. 59744x中计算出待测浓度的六价铬水溶液的浓度为0. 169mM。由此可看出，两者的误差非常之小。
实施例3:、
按以下步骤依次完成测试第一步、第二步同实施例1。第三步，先测 定选定的待测浓度的六价铬水溶液为标准浓度为0.40mM的六价铬水溶液在 波长为348nm处的吸光度为0.5488 ，再将该值代入线性拟合曲线 y=-0. 0672+1. 59744x中计算出待测浓度的六价铬水溶液的浓度为0. 387。由 此可看出，两者的误差非常之小。
实施例4:
按以下步骤依次完成测试第一步、第二步同实施例1。第三步，先测 定选定的待测浓度的六价铬水溶液为标准浓度为0. 8mM的六价铬水溶液在波 长为348nm处的吸光度为1.1999 ，再将该值代入线性拟合曲线 y--O. 0672+1. 59744x中计算出待测浓度的六价铬水溶液的浓度为0.793。由 此可看出，两者的误差非常之小。
实施例5:
按以下步骤依次完成测试第一步、第二步同实施例1。第三步，先测 定选定的待测浓度的六价铬水溶液为标准浓度为2. 5mM的六价铬水溶液在波 长为348mn处的吸光度为3.9408再将该值代入线性拟合曲线 y--O, 0672+1. 59744x中计算出待测浓度的六价铬水溶液的浓度为2. 509mM。 由此可看出，两者的误差非常之小。
显然，本领域的技术人员可以对本发明的快速测定六价铬水溶液浓度的 方法进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发 明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发 明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种快速测定六价铬水溶液浓度的方法，包括六价铬水溶液，其特征在于是按以下步骤完成的第一步，测定两个以上的不同标准浓度的六价铬水溶液在光波波长为346～350nm处的吸光度；第二步，使用最小二乘法将测定的两个以上的不同标准浓度的六价铬水溶液的吸光度建立起浓度对波长为346～350nm的吸光度的线性拟合，得到线性拟合曲线y＝a+bx，式中，a、b为常数，y为对应浓度的六价铬水溶液在346～350nm处的吸光度，x为对应浓度的六价铬水溶液的浓度；第三步，先测定待测浓度的六价铬水溶液在波长为346～350nm处的吸光度，再将其值代入线性拟合曲线y＝a+bx中计算出待测浓度的六价铬水溶液的浓度。
2、 根据权利要求1所述的快速测定六价铬水溶液浓度的方法，其特征是光波波长为348nm。
3、 根据权利要求2所述的快速测定六价铬水溶液浓度的方法，其特征是不同标准浓度的六价铬水溶液的个数为>5。
4、 根据权利要求3所述的快速测定六价铬水溶液浓度的方法，其特征是不同标准浓度的六价铬水溶液的个数为7。
5、 根据权利要求4所述的快速测定六价铬水溶液浓度的方法，其特征是不同标准浓度的六价铬水溶液的浓度分别为0. 04mM、 0. 08mM、 0. 2mM、 0. 6mM、lmM、 2mM和3氛
6、 根据权利要求5所述的快速测定六价铬水溶液浓度的方法，其特征是线性拟合曲线为y--O. 0672+1. 59744x。
全文摘要
本发明公开了一种快速测定六价铬水溶液浓度的方法。它的测试步骤为第一步，测定两个以上的不同标准浓度的六价铬水溶液在光波波长为346～350nm处的吸光度；第二步，使用最小二乘法将测定的两个以上的不同标准浓度的六价铬水溶液的吸光度建立起浓度对波长为346～350nm的吸光度的线性拟合，得到线性拟合曲线y＝a+bx，式中，a、b为常数，y为对应浓度的六价铬水溶液在346～350nm处的吸光度，x为对应浓度的六价铬水溶液的浓度；第三步，先测定待测浓度的六价铬水溶液在波长为346～350nm处的吸光度，再将其值代入线性拟合曲线y＝a+bx中计算出待测浓度的六价铬水溶液的浓度。它能对不同浓度的六价铬在线实时地进行连续测试，可广泛地用于现场快速准确地测定六价铬。
文档编号G01N21/31GK101482495SQ20081001915
公开日2009年7月15日 申请日期2008年1月10日 优先权日2008年1月10日
发明者刘培生, 曾海波, 蔡伟平 申请人:中国科学院合肥物质科学研究院