摘要：水溶性铬（Ⅵ）作为水泥产品中的主要毒性来源，其检测准确性至关重要。本文研究了水泥产品中的水溶性铬（Ⅵ）的检测方法与检测过程，并分析了影响检测结果的影响因素，以及提出了相关的意见与建议。
关键词：水泥；铬（Ⅵ）检测；影响因素
1 引言
水泥中水溶性铬（Ⅵ）是水泥产品的重要金属元素，也是水泥毒性的主要来源，其可通过皮肤接触、呼吸道吸入、环境接触等方式被人体与环境吸收。水泥产品中的水溶性铬（Ⅵ）含量多少对于人体与环境都有十分重要的意义，因此其检测方法与检测过程都显得尤为重要。本文研究了水泥产品中的水溶性铬（Ⅵ）的检测方法与检测过程，并分析了影响检测结果的影响因素，且提出了相关的意见与建议。
2 测定原理
取样品水泥、标准砂子与适量水，然后搅拌成水泥胶砂，使用旋片式真空泵进行抽滤，确保滤液达到一定容量，随后吸取少量的滤液，将二苯碳酰二肼指示剂加入其中，以稀盐酸调整酸度、显色，再使用CR 2015-1型水泥中水溶性铬（Ⅵ）测定仪以波长为540nm处测定溶液的吸光度 ，计算溶液中铬（Ⅵ）浓度C。
3 绘制曲线
3.1铬的标液配置
用分度值为0.0001的电子天平称取0.1414g,在电热鼓风干燥箱中烘过2h的重铬酸钾（优级纯或基准试剂），加入少许蒸馏水溶解，移至1000mL容量瓶中定容，摇匀。此时标准液铬（Ⅵ）浓度为50mg/L。然后再吸取上述50mL铬标准溶液于500mL容量瓶中，用蒸馏水定容。此标准溶液浓度为5mg/L。
3.2曲线绘制
吸取铬（Ⅵ）浓度为5mg/L标准溶液0 mL 、1 mL、2mL、5mL、10 mL和15 mL分别放入50 mL的容量瓶中，加水稀释约至20mL，然后加入二苯碳酰二肼指示剂，再加入5 mL 0.04mol/L盐酸,继续加水稀释至标线，摇匀。放置15min后上仪器进行测试，在波长为540nm处测得溶液的吸光度，以吸光度为纵坐标，铬(Ⅵ)标准溶液的浓度（0 mg/L 、1mg/L、2 mg/L、5mg/L、10 mg/L、和15 mg/L）为横坐标，绘制曲线。对标准曲线进行3次测定，用最小二乘法进行拟合，得到回归方程y=1.322x-0.048，相关系数r =0. 9999。
4操作步骤
4.1搅拌
准备450g水泥、一袋中国ISO标准砂1350g与225mL水，随后将两份水泥用JJ-5型水泥胶砂搅拌机按照自动程序开始搅拌。搅拌的具体步骤如下：
1、将搅拌锅用少量湿润后用棉布擦干，把提前准备好的225mL水倒入搅拌锅，称取水泥450g加入其中。
2、慢速搅拌30秒，在第二次30秒开始时，搅拌机将自动加入标准砂，再高速搅拌30秒。
3、随后停止90秒。在停止搅拌过程的前30秒内将砂浆刮到锅中间。
4、继续搅拌60秒。每次搅拌时间误差不超过1秒。
4.2过滤
使用过滤装置抽滤时，所用的抽滤瓶、布氏漏斗、滤纸和小烧杯必须是烘干过干燥的以免水分引起误差。安装好布氏漏斗及滤纸等抽滤装置，并检查气密性，密封完好这时将水泥砂浆倒入布氏漏斗中，打开旋叶式真空泵，抽气3分钟后得到滤液体积为15-20 mL，如果此时滤液不足则继续用真空抽滤泵进行抽滤，直至满足测试要求。
4.3样品测试
过滤后吸取5mL滤液放入50mL小烧杯中，加蒸馏水至约20mL，加入5mL配置好的二苯碳酰二肼指示剂溶液摇动，用酸度计测试（pH）值用1.0mol/L盐酸调节溶液的pH值为2.1-2.5后将溶液转移至容量瓶稀释至标线摇匀。容量瓶规格选取根据水泥中水溶性铬（Ⅵ）含量范围0-10mg/kg时选取容量瓶体积为50mL；铬（Ⅵ）含量范围10-30mg/kg时选取容量瓶体积为250mL；铬（Ⅵ）含量范围大于30mg/kg时选取容量瓶体积为500mL。
静置15分钟后,使用分光光度计在波长为540nm处测量该溶液的吸光度，仪器自动扣除空白试验的吸光度，则在工作曲线上查出铬（Ⅵ）的吸光度与浓度，单位为mg/L。
4.4结果计算
从工作曲线上查得铬（Ⅵ）的含量（mg/kg）；c
胶砂中水的体积（ml）：V1
滤液的体积（ml）：V2
容量瓶的体积（ml）：V2
胶砂水泥中的质量（g）:450
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4.5检测结果的准确度
本人于2019年6月参与了国家水泥监督检验中心主办的 "葛洲坝水泥杯”《全国第十七次水泥品质指标检验大对比》主检工作，大对比共有1270个单位参加本院所有比对结果均优良，现将水泥中水溶性铬（Ⅵ）列入对比指标统计结果如表1、表2。
表1 标样和盲样的实际测量数据与标准值结果比对 单位(mg/kg)
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5影响因素
显然从上表中验证实验室检验方法的准确性和操作检验设备的规范性，从试剂、人员操作方面，酸度调节、仪器、曲线、环境等以下几个方面来分析对结果的影响如以下几点：
5.1实验试剂
水和试剂纯度会影响检测结果。如果检测过程中使用未洗净的器皿，在做低含量样品检测时容易造成检测结果偏高。
5.2人员操作
实验人员在操作过程中需要严格参照操作规程进行实验，同时注意以下方面会对实验结果产生影响。
A、抽滤时间非常重要，尽量在10分钟之内完成，一般抽滤10-15mL，不超过20 mL，过长的时间会影响铬（Ⅵ）的氧化。滤液密封后可保存8小时。
B、样品溶液操作过程中滤液浑浊是因为滤纸放置不正确，对浑浊溶液务必进行干过滤处理，并且布氏漏斗配套和小烧杯必须是烘干过的，否则结果偏高。
C、用仪器测试样品时应同时进行空白试验，务必将空白试验与样品检测同时进行。空白试验使用同一种试剂与标准砂，不加入试样，按照试样测定的操作流程实施。
D、铬的标准溶液保持一个月。
E、水泥样品必须通过0.9方孔筛并充分混匀。开袋后立即称量样品（不烘试样），否则造成水溶性铬（Ⅵ）浸出量减少，影响测定结果偏高。
F、试样溶液与标准溶液放置15分钟是为了充分显色，若显色结果不完全将会导致结果偏低。
G、加入二苯碳酰二肼溶液体积（mL）是容量瓶体积的十分之一，否则均影响结果。加入量多使结果偏高，量少使结果偏低。
5.3调节酸度
测量pH的结果为2.1与2.5时，仪器测出最终铬的结果是不一样的。 最好调节到2.3，否侧会引起结果偏低或偏高。pH酸度计与精密试纸测量出结果是有差别的，如果用pH酸度计测出结果是7，那么同时用试纸测出的结果是6，所以最好使用酸度计来调节。pH低于2.1时用0.5或1mol/L的氨水调节。
当在碱性条件下，指示剂将与铬（Ⅵ）反应产生一种不稳定的橙红色络合物，它会导致检查结果偏低。这是因为加入二苯碳酰二肼指示剂后，没有立即调节酸度导致的。
5.4实验仪器
准备好上仪器检测时使用蒸馏水调零，如果调零后显示负数，那么就重新调零。比色皿装入被测溶液不能超液面高度3/4处，比色皿保养用盐酸与乙醇（1：2）浸泡0.5到1小时。不能用超声波超，不能用稀盐酸，稀硝酸以及碱溶液清洗。否则做低含量样品时，容易造成结果偏高。
5.5标准曲线
不加入铬标准溶液，按照绘制工作曲线相同的步骤进行，对工作曲线进行校正。要注意使用有证书标准样品或标准物质来确认仪器状态及验证工作曲线的准确性，以好发现检测过操作程中可能存在的问题。
5.6实验环境
实验室温度必须达到（20±2）℃，否则会影响pH值。
6结论
在水泥行业，首次将水泥中水溶性铬（Ⅵ）的测定纳入比对检验项目，对于铬(Ⅵ)的检测实验室需要积累一定的经验情况下，必须加强人员专业基础理论知识和基本操作技能的培训，提高人员检测水平并进一步完善实验室质量体系建设和有效运行，定期参加标准检验方法、以及操作技能方面的培训，积极参与能力验证以及水泥检验技能大赛，力争使检测人员检验能力稳定在一定的水平上。
在实验过程中，抽滤和酸度调节是影响检测结果的主要因素。抽滤时间、滤液浑浊程度、是否进行空白实验都会对检测结果产生影响。试样溶液的pH值为2.3时，测量结果最为理想。配制好的二苯碳酰二肼指示剂的保质期为一周，否则也会对结果产生影响。
参考文献:
[1]《水泥中水溶性铬（Ⅵ）的限量及测定方》GB 31893-2015
[2] “葛洲坝水泥杯”《全国第十七次水泥品质指标检验大对比》
[3] 《浅谈水泥中碱含量化学分析方法》 万桂芬 赵 侠 （广州市建筑材料工业研究所有限公司）