水体检测中六价铬的分光光度法测定步骤与干扰消除方法

六价铬是水体中典型的有毒污染物，具有强氧化性和致癌性，对人体肝肾、消化道及皮肤黏膜危害显著，我国《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）明确其限值为0.05mg/L。分光光度法因准确、简便、成本低，是测定六价铬的经典方法，广泛用于环境监测。本文详细阐述该方法的实操步骤，及实验中干扰的识别与消除，为基层监测提供参考。

分光光度法测定六价铬的基本原理

六价铬的分光光度法基于显色反应的光吸收特性：在酸性介质（硫酸或磷酸）中，六价铬（Cr⁶⁺）与二苯碳酰二肼（DPC）发生氧化还原反应——DPC被氧化为二苯碳酰二腙，Cr⁶⁺被还原为Cr³⁺，二者结合形成稳定的紫红色络合物。

该络合物在540nm波长处有最大吸收峰。根据朗伯-比尔定律，0-0.2mg/L浓度范围内，络合物吸光度与六价铬浓度成正比，通过吸光度可计算水样中六价铬含量。

实验前的试剂与仪器准备

试剂需提前配制并验证有效性：1、DPC溶液：0.2g DPC溶于50mL丙酮，加50mL水混匀，避光冷藏（有效期1周，变红则失效）；2、硫酸溶液（1+1）：浓硫酸缓慢倒入等体积水，冷却备用；3、磷酸溶液（1+1）：浓磷酸与水等体积混合；4、铬标准储备液（100mg/L）：0.2829g重铬酸钾（基准试剂，110℃干燥2h）溶于水，定容至1000mL；5、铬标准使用液（1.00mg/L）：10mL储备液定容至1000mL，现用现配。

仪器包括：可见分光光度计（540nm波长，预热30分钟）、1cm比色皿（硝酸浸泡除残留）、50mL具塞比色管（禁用铬酸洗液）、移液管（校准精度）、pH试纸。实验前需检查分光光度计波长准确性，比色管无破损。

水样的采集与保存要点

采样容器选聚乙烯或硬质玻璃，用硝酸（1+9）浸泡24小时后纯水冲洗3次，避免铬残留。采样时沿容器壁慢注水样，防止带入空气还原性物质，同时采集全程序空白样（纯水代替水样）扣除背景干扰。

水样采集后立即加硫酸（1+1）调pH<2（pH试纸确认），抑制微生物还原六价铬。4℃冰箱保存，24小时内测定；若延迟，需重新确认pH<2，防止六价铬转化为三价铬（不与DPC反应，结果偏低）。

水样的预处理操作

浑浊或含悬浮物的水样需过滤：用0.45μm微孔滤膜（纯水冲洗）过滤，去除悬浮物（避免吸附六价铬或干扰吸光度）。滤液需清澈，否则重新过滤。

含还原性物质（Fe²+、S²-、亚硝酸盐）的水样需氧化：加高锰酸钾溶液（40g/L）至紫红色，煮沸5分钟（氧化还原性物质）；冷却后加亚硝酸钠溶液（10g/L）至紫红色褪去（还原过量高锰酸钾）；再加尿素溶液（200g/L）1mL，消除剩余亚硝酸钠（避免还原六价铬）。预处理后立即显色。

显色反应的关键步骤

取50mL比色管，加入0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL铬标准使用液（对应0-0.2mg/L浓度）作为标准系列；另取适量水样（如25mL，确保浓度在曲线范围内）加入比色管。

向各管加1mL硫酸（1+1）和1mL磷酸（1+1），摇匀（磷酸掩蔽Fe³+，避免其与DPC生成黄色络合物）；再加2mL DPC溶液，立即摇匀（防止DPC氧化），纯水定容至50mL，再次摇匀。

室温放置10-15分钟（<15℃时延长至20分钟），显色完全。注意：显色时间不超过20分钟（否则络合物褪色），避免阳光直射（防止DPC分解）。

吸光度测定与浓度计算

分光光度计调至540nm，用纯水校正吸光度为0。标准系列按浓度从低到高测吸光度（避免高浓度污染低浓度），绘制标准曲线（相关系数≥0.999）。

测样品吸光度：水样显色液倒入比色皿，测吸光度；同时测空白样吸光度，用样品吸光度减空白吸光度得实际吸光度。

浓度计算：从标准曲线查得对应浓度（mg/L），若水样稀释（如25mL定容至50mL），乘以稀释倍数（如2）。结果保留两位有效数字，符合标准报告要求。

常见干扰物质的识别

干扰主要来自五类物质：1、金属离子：Fe³+（>1mg/L显黄色）、Cu²+（>0.2mg/L显蓝色）、Hg²+（>0.1mg/L生白色沉淀）；2、还原性物质：Fe²+、S²-、亚硝酸盐（还原Cr⁶+为Cr³+，结果偏低）；3、氧化性物质：ClO⁻、MnO₄⁻（氧化DPC为红色，空白偏高）；4、悬浮物（吸附Cr⁶+或散射光，吸光度高）；5、色度（水样本身颜色，本底吸收）。

干扰识别：空白显红色→氧化性物质；样品显黄/蓝→Fe³+/Cu²+；有沉淀→Hg²+；吸光度异常高→悬浮物/色度；结果偏低→还原性物质。

针对不同干扰的消除方法

1、金属离子：Fe³+用1mL磷酸掩蔽；Cu²+加1mL EDTA二钠溶液（50g/L）络合；Hg²+加1mL硫脲溶液（100g/L）络合。

2、还原性物质：按预处理步骤加高锰酸钾氧化，确保紫红色保持5分钟；亚硝酸钠少量多次加，避免过量。

3、氧化性物质：加亚硝酸钠至无气泡，再加尿素消除剩余；浓度高时先加少量过氧化氢还原。

4、悬浮物/色度：悬浮物用0.45μm滤膜过滤；色度用“色度校正法”——取水样加硫酸、磷酸（不加DPC），测吸光度后从样品总吸光度中扣除；或用活性炭吸附（0.5g活性炭振荡30分钟，过滤），需验证活性炭不还原Cr⁶+（加标准液测回收率）。

实验过程中的质量控制要点

标准曲线：相关系数≥0.999，否则检查DPC有效性、比色管清洁度、分光光度计波长；空白吸光度≤0.010，否则实验污染，需重测。

平行样与加标回收：每批做2个平行样，相对偏差≤10%（偏差大可能移液不准或显色时间不一致）；加标回收率90%-110%（10mL水样加5mL标准使用液），确保方法准确。

仪器管理：实验后比色管、移液管用硝酸（1+9）浸泡24小时，纯水冲洗；DPC每周重配，标准使用液现用现配；分光光度计用后关电源，盖防尘罩。