环境分析中六价铬与总铬的测定-蔺凯教学文稿.ppt

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1、陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站环境分析中六价铬与总铬的测定-蔺凯陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站1.铬及其危害铬及其危害 铬是广泛存在于自然界的一种元素。岩石中的铬，由于风化、火山爆发、风暴、生物转化等自然作用进入土壤、大气、水及生物体内，土壤中铬分布极广，含量范围很宽，在水体和大气中铬含量较少，动植物体内也含有微量铬。铬对人体危害主要来源是含铬矿石的加工、重金属表面处理、皮革鞣质、印刷、耐火材料、化工等行业。铬是人体必需的微量元素，它与脂类代谢有密切联系，能增加人体内胆固醇的分解和排泄，是机体内葡萄糖能量因子中和一个有效成分，能辅助胰岛素利用葡萄糖。如食物不能提供足够的铬，

2、人体会出现铬缺乏症，影响糖类及脂类代谢。1.1 铬在自然界中的存在以及对人体生命活动的作铬在自然界中的存在以及对人体生命活动的作用用陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站1.2 铬对人体的危害 铬中毒大都由六价铬引起。由于侵入途径不同，临床表现也不一样。六价铬的毒性比三价铬大100倍，它可使血红蛋白转变为高铁血红蛋白；并可干扰体内的氧化,还原和水解过程。常接触大剂量六价铬会引起接触部位的溃疡或造成不良反应，摄入过量的六价铬会引起肾脏和肝脏受损、恶心、胃肠道刺激、胃溃疡、痉挛甚至死亡。铬污染监测！铬污染监测！陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站2.铬污染研究现状（国内）铬污染研究现状（国内

3、）2.1 分光光度法分光光度法普通分光光度法：普通分光光度法：利用利用Cr(VI)Cr(VI)的氧化能力使指示剂显色或褪色，根据溶液吸光度与的氧化能力使指示剂显色或褪色，根据溶液吸光度与Cr(VI)Cr(VI)浓度的线性关系确定浓度的线性关系确定Cr(VI)Cr(VI)的浓度。的浓度。催化动力分光光度法：催化动力分光光度法：Cr(VI)Cr(VI)在酸性条件下，对氧化剂氧化有色指示剂褪色的反应有明显的在酸性条件下，对氧化剂氧化有色指示剂褪色的反应有明显的催化作用，且溶液吸光度与催化作用，且溶液吸光度与Cr(VI)Cr(VI)浓度在一定范围内符合比耳定律，可以浓度在一定范围内符合比耳定律，可以从

4、指示剂吸光度值得变化确定从指示剂吸光度值得变化确定Cr(VI)Cr(VI)含量。含量。萃取分光光度法：萃取分光光度法：将溶剂萃取与光度法相结合，当样品含量低时，直接测定难以得到满意将溶剂萃取与光度法相结合，当样品含量低时，直接测定难以得到满意的效果。的效果。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站2.2 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法：火焰原子吸收分光光度法：仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试气中待测元素基态原子所吸收

5、，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。样中待测元素的含量。无火焰原子吸收分光光度法：无火焰原子吸收分光光度法：使用加热石墨炉使样品中被测元素原子激发，常用于直接测定食品、使用加热石墨炉使样品中被测元素原子激发，常用于直接测定食品、环境样品中的环境样品中的Cr。2.3 其它分析方法：其它分析方法：化学发光法、荧光分析法、电化学分析法化学发光法、荧光分析法、电化学分析法(伏安分析法和电位分析法伏安分析法和电位分析法)等。等。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站3.环境监测中铬的分析方法环境监测中铬的分析方法铬水中的铬水和废水监测分析方法第四版增补版 中国环境科学出版社火焰原

6、子吸收法（总铬）火焰原子吸收法（总铬）ICP-AES法（总铬）法（总铬）二苯碳酰二肼分光光度法（六价铬）二苯碳酰二肼分光光度法（六价铬）硫酸亚铁铵滴定法（总铬）硫酸亚铁铵滴定法（总铬）空气中的铬空气和废气监测分析方法 第四版增补版 中国环境科学出版社二苯碳酰二肼分光光度法（六价）二苯碳酰二肼分光光度法（六价）原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法铬酸雾铬酸雾 二苯碳酰二肼分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法土壤中的铬（总铬）土壤元素的近代分析方法 中国环境监测总站 编著中国环境科学出版社火焰原子吸收法火焰原子吸收法二苯碳酰二肼光度法二苯碳酰二肼光度法差示脉冲导数极谱法差示脉冲导数极谱法陕西省环境监测

7、中心站陕西省环境监测中心站水和废水监测分析方法水和废水监测分析方法第四版增补版第四版增补版 中国环境科学出版社中国环境科学出版社火焰原子吸收法（总铬）火焰原子吸收法（总铬）ICP-AES法（总铬）法（总铬）二苯碳酰二肼分光光度法（六价铬）二苯碳酰二肼分光光度法（六价铬）硫酸亚铁铵滴定法（总铬）硫酸亚铁铵滴定法（总铬）4.水中铬的分析方法水中铬的分析方法陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.1 水质 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法4.1.1 实验原理：在酸性溶液中，六价铬与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540nm，其摩尔吸光系数为：4104 Lmol-1cm-1

8、。4.1.2 测定范围：实验体积为50mL，使用光程为30mm的比色皿，方法最小检出量为0.2mg六价铬，最低检出浓度为0.004mg/L，使用光程为10mm的比色皿，测定上线浓度为1.0mg/L。4.1.3 干扰：含铁量大于1mg/L显色后呈黄色。六价钼和汞也和显色剂反应，生成有色化合物，但在本方法显色酸度下，反应不灵敏，钼和汞浓度达200mg/L不干扰测定。钒有干扰，其含量高于4mg/L即干扰显色。但钒与显色剂反应10min，可自行褪色。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.1 水质 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法4.1.4 样品预处理：4.1.4.1 样品中不含悬浮物的，低色

9、度的清洁地面水可直接测定。4.1.4.2 色度校正：如样品有色但不太深时，另取一份试样，以丙酮代替显色剂，其他步骤相同。试样测得的吸光度扣除此色度校正吸光度后，再行计算。4.1.4.3 锌盐沉淀分离法：对混蚀、色度较深的样品可用此法前处理。取适量样品(含六价铬少于100g)于150ml烧杯中，加水至50ml。滴加氢氧化钠溶液调节溶液PH值为7-8。在不断搅拌下，滴加氢氧化锌共沉淀剂至溶液PH值为8-9。将此溶液转移至100ml容量瓶中，用水稀释至标线。用慢速滤纸干过滤，弃去10-20ml初滤液，取其中50.0ml滤液供测定。4.1.4.4 二价铁、亚硫酸盐、六代硫酸盐、次氯酸盐等干扰消除：陕西

10、省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.1 水质 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法4.1.5 测定：取适量(含六价铬少于50g)无色透明试份，置于50mL比色管中，用水稀释至标线。加入0.5mL（1+1）硫酸溶液和0.5mL（1+1）磷酸溶液，摇匀。加入2mL显色剂，摇匀。5-10min后，在540nm波长处，用10或30mm的比色皿，以水做参比，测定吸光度，扣除空白试验测得的吸光度后，从校准曲线上查得六价铬含量。注：如经锌盐沉淀分离，高锰酸氧化法处理的样品，可直接加入显色剂测定。4.1.6 校准曲线的绘制：向一系列50mL比色管中分别加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.0

11、0、6.00、8.00和10.00mL铬标准液（C=1.00mg/L），用水稀释至标线，然后按照样品测定方法测定。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.1 水质 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法4.1.6 校准曲线的绘制：铬标准液（C=1.00mg/L），分析编号 0 1 2 3 4 5 6标准溶液浓度(mg/L)0.00 0.20 0.50 2.00 4.00 6.0010.00标准溶液量(mg)0.00 0.20 0.50 2.00 4.00 6.0010.00吸光值0.0230.0420.0500.0960.1730.2410.389减空白后吸光值0.0000.0190.027

12、0.0730.5100.2180.366回归方程 Y=0.0359x+0.0056相关系数 r=0.9994陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.1.6 六价铬校准曲线的绘制4.1 水质 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法注意事项：六价铬与二苯碳酰二肼反应时，由于加入硫酸和磷酸，因此显色前，水样调至中性；显色剂放入冰箱冷藏，保存一个月，颜色变深后不能使用；实际样品静置后，取上清液测量。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.2 水质 总铬的测定 高锰酸钾氧化二苯碳酰二肼分光光度法4.2.1 实验原理：在酸性溶液中，水中的三价铬被高锰酸钾氧化成六价铬。六价铬与二苯碳酰二肼反应，生成紫

13、红色化合物，于540nm处测定。4.2.2 测定范围：（同六价铬）（同六价铬）实验体积为50mL，使用光程为30mm的比色皿，方法最小检出量为0.2mg铬，最低检出浓度为0.004mg/L，使用光程为10mm的比色皿，测定上线浓度为1.0mg/L。4.2.3 干扰：（同六价铬）（同六价铬）含铁量大于1mg/L显色后呈黄色。六价钼和汞也和显色剂反应，生成有色化合物，但在本方法显色的酸度下，反应并不灵敏，钼和汞浓度达200mg/L不干扰测定。钒有干扰，其含量高于4mg/L即干扰显色。但钒与显色剂反应10min，可自行褪色。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.2 水质 总铬的测定 高锰酸钾氧

14、化二苯碳酰二肼分光光度法4.2.4 样品预处理：4.2.4.1 一般清洁地面水可直接用高锰酸钾氧化后测定。4.2.4.2 硝酸-硫酸消解：硝酸 硫酸消解 样品中含有大量的有机物时 需进行消解处理 取 50.0mL 或适量样品(含铬少于 50g)置 100mL 烧杯中 加入 5mL 硝酸和 3mL硫酸蒸发至冒白烟，如溶液仍有色，再加入5mL硝酸重复上述操作，至溶液清澈，冷却。用水稀释至10mL 用(1+1)氢氧化铵溶液中和至pH为 l2，移入50mI 容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀供测定。4.2.4.3 铜铁试剂 氯仿萃取除去钼 钒 铁 铜陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.2 水质 总

15、铬的测定 高锰酸钾氧化二苯碳酰二肼分光光度法4.2.5 高锰酸钾氧化三价铬：取50.0mL或适量(铬含量少于50mg)样品，或经过处理的试样，置于150mL锥形瓶中，用氢氧化铵溶液(1+1)或硫酸溶液(1+1)调至中性，加入几粒玻璃珠，加入 0.5mL 硫酸溶液(1+1)、0.5mL 磷酸溶液(1+1)(加水至 50mL)，摇匀，加 2 滴高锰酸钾溶液(40g/L)。如紫红色消褪，则应添加高锰酸钾溶液保持紫红色，加热煮沸至溶液体积约剩20mL 取下冷却，加入 lmL 尿素溶液(200g/L)摇匀，用滴管滴加亚硝酸钠溶液(20g/L)，每加一滴充分摇匀，至高锰酸钾的紫红色刚好褪去，稍停片刻，待溶

16、液内气泡逸出，转移至 50mL 比色管中。4.2.6 测定：取50mL或适量(含铬量少于50mg)经处理的试样置50mL比色管中，用水稀释至刻线，加入2mL显色剂，摇匀 l0min后，在540nm波长下，用10或30mm 光程的比色皿，以水做参比，测定吸光度，减去空白试验吸光度，从校准曲线上查得铬的含量。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.1.6 校准曲线的绘制：向一系列150mL比色管中分别加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00mL铬标准液（C=1.00mg/L），用水稀释至标线，然后按照样品测定方法进行处理。从测得的吸光度减去空白试

17、验的吸光度后，绘制以含铬量对吸光度的曲线。4.2 水质 总铬的测定 高锰酸钾氧化二苯碳酰二肼分光光度法分析编号 0 1 2 3 4 5 6标准溶液浓度(mg/L)0.00 0.20 0.50 2.00 4.00 6.0010.00标准溶液量(mg)0.00 0.20 0.50 2.00 4.00 6.0010.00吸光值0.0000.0050.0140.0680.1400.2100.356回归方程 Y=0.0357x+0.0025相关系数 r=0.9999陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站4.2 水质 总铬的测定 高锰酸钾氧化二苯碳酰二肼分光光度法4.1.6 校准曲线的绘制：陕西省环境监

18、测中心站陕西省环境监测中心站4.2 水质 总铬的测定 高锰酸钾氧化二苯碳酰二肼分光光度法注意事项：高锰酸钾氧化时，加入玻璃珠，防止瀑沸。也不能多加，刚好平铺一层效果较好；加热时，注意温度的控制，初次做时可以先调节一定的温度，观察溶液，逐渐升高温度，至溶液刚好微沸；亚硝酸钠平时要保存在冰箱里，常温下容易氧化；溶液转移时注意，不要溅出，以免产生误差；若氧化结束后，溶液呈现褐色，应过滤，除去二氧化锰。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站5.空气中铬的分析方法空气中铬的分析方法空气和废气监测分析方法空气和废气监测分析方法 第四版增补版第四版增补版 中国环境科学出版社中国环境科学出版社二苯碳酰二肼分

19、光光度法（六价）二苯碳酰二肼分光光度法（六价）原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法铬酸雾铬酸雾 二苯碳酰二肼分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站5.1 空气 六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法5.1.1 实验原理：空气中的六价铬化合物主要是呈气溶胶态。将空气中铬的化合物采集在玻璃纤维滤膜上，用水浸取其中的六价铬。在酸性介质中，六价铬氧化二苯碳酰二肼形成可溶性的紫红色化合物，根据颜色的深浅，用分光光度法测定。5.1.2 测定范围:方法检出量为0.3mg/25mL，当采样体积为30m3取1/4张滤膜（直径8-10cm）进行测定时，最低检出浓度为410-5mg/

20、m3。5.1.3 干扰：五价钒与试剂反应产生的黄色很补稳定，显色后10-15min可自行褪色。六价钼与试剂也能形成紫色络合物，但其灵敏度远低于六价铬，故无明显干扰，铁的干扰可用Na2-EDTA掩蔽。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站5.2 空气 铬酸雾的测定 二苯碳酰二肼分光光度法5.2.1 实验原理：铬酸雾指以气雾状态存在的铬酸或可溶性铬酸盐。固定污染源有组织排放的铬酸雾用玻璃纤维滤筒吸附后，用水溶解，无组织排放的铬酸雾用水吸收。在酸性条件下，铬酸中的六价铬与二苯碳酰二肼作用，生成玫瑰红色的化合物，该化合物的吸光度和六价铬浓度成正比，在540nm波长处用分光光度法测定，反应式如下：C1

21、3H14N14O+2Cr2O72-+26H+C13H14N14O+4Cr3+15H2O5.2.2 测定范围:在无组织排放样品分析中，当采样体积为60L时，方法检出限为510-4mg/m3，方法的定量测定范围为1.810-330.3mg/m3；在有组织排放样品分析中，当采样体积为30L时，方法检出限为510-4mg/m3，方法的定量测定范围为1.810-330.3mg/m3。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站6.土壤中铬的分析方法土壤中铬的分析方法土壤元素的近代分析方法土壤元素的近代分析方法中国环境监测总站中国环境监测总站 编著编著中国环境科学出版社中国环境科学出版社火焰原子吸收法火焰原子

22、吸收法二苯碳酰二肼光度法二苯碳酰二肼光度法差示脉冲导数极谱法差示脉冲导数极谱法陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站6.土壤中铬的测定土壤中铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法6.1 实验原理：土壤试液中，铬在酸性介质中经高锰酸钾氧化后生成六价铬，过量的高锰酸钾用亚硝酸钠还原除去，然后加入二苯碳酰二肼与六价铬反应，生成紫红色化合物，与540nm处进行测定。6.2 干扰及其消除：在酸性介质中能与二苯碳酰二肼反应形成化合物的离子:Mo()形成紫红色、Hg()和Hg()形成蓝色或蓝紫色、V()和Fe3+形成黄色或黄褐色而产生干扰。但是Mo()、Hg()和Hg()含量低，且形成有色

23、化合物易褪色，V()形成的有色物质也易褪色，因此放置15min以上即可消除其干扰。Fe3+可在加显色剂前用磷酸掩蔽。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站6.土壤中铬的测定土壤中铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法6.3 土壤消解：（试液制备）称取土样0.5-1.0g于聚四氟乙烯坩埚内，加少量水润湿，加硝酸5mL，（1+1）硫酸2mL。待剧烈反应停止后，移到电热板上加热消解，至开始冒白烟。取下稍冷，加入硝酸5mL，氢氟酸10mL，继续加热至冒浓白烟。取下坩埚稍冷，加水冲洗杯壁，再加热至冒浓白烟以驱除氢氟酸。加水溶解盐类，定容为50mL。6.4 显色与测定：(同水质总铬分析)

24、准确移取上清液5.0mL，加水稀释至50.0mL。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站7.总总 结结 环境中物质的化学形态不仅决定这些物质的生物活性和毒性，而且也影响他们在生物体内盒生态环境中的迁移转化过程。因此，为了获得更多的有用的信息，只检测元素总量是不够的，还必须分析其具体的形态含量。环境中的铬分为无机铬和有机铬，其中无机铬的含量远比有机铬大得多。无机铬中常见的形态为三价和六价。目前铬形态分析方法主要包括原子吸收光谱、分子光谱法、电化学法和质谱法等。本次培训主要讲解了几种常用的分析方法。陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站Thank you for your attention!陕西省环境监测中心站陕西省环境监测中心站此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢