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        水中總磷測(cè)定的影響因素分析

        2012-10-23 07:29:42申文霞劉明輝
        山東水利 2012年10期
        關(guān)鍵詞:比色皿鉬酸銨水浴

        申文霞,劉明輝,陳 亮

        (濟(jì)南市清源水務(wù)有限責(zé)任公司,山東 濟(jì)南 250014)

        磷是水富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵因素,含量過高,會(huì)造成藻類的過度繁殖,使水質(zhì)惡化,是反應(yīng)水體受污染程度和富營(yíng)養(yǎng)化程度的重要指標(biāo)之一。因此,水體中總磷含量的準(zhǔn)確測(cè)定,對(duì)于控制水質(zhì),確保供水安全具有重要意義。對(duì)于地表水(如黃河水)中的磷,是以各種磷酸鹽的形態(tài)存在,它們存在于水中腐殖質(zhì)顆?;蛩镏?,國(guó)內(nèi)外檢測(cè)水中總磷的方法很多。

        目前,我國(guó)常用的分析方法是鉬酸銨分光光度法 (GB11893—1989),即將水樣中各種形式的磷經(jīng)強(qiáng)氧化劑過硫酸鉀消解生成正磷酸鹽,在酸性條件下,正磷酸鹽與鉬酸銨在銻鹽存在下反應(yīng)生成磷鉬雜多酸,被還原劑抗壞血酸還原,變成藍(lán)色絡(luò)合物,通常稱為磷鉬藍(lán),于700 nm處測(cè)定其吸光度,即可測(cè)得水中總磷含量。影響總磷測(cè)定的因素主要包括水樣的采集與保存、化學(xué)試劑的配制及純度、玻璃器皿和比色皿的潔凈度、水樣的消解、顯色溫度時(shí)間和濃度、樣品測(cè)定中的各個(gè)環(huán)節(jié)及工作曲線的繪制等。

        1 主要試劑及儀器

        1)主要試劑:硫酸、抗壞血酸、鉬酸銨、酒石酸銻氧鉀、過硫酸鉀以及磷標(biāo)準(zhǔn)溶液(環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所生產(chǎn),標(biāo)準(zhǔn)號(hào)GSB 07-1270-2000),均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。使用試劑按標(biāo)準(zhǔn)要求配制:抗壞血酸不是很穩(wěn)定,每次配制量不要太多;鉬酸銨的配制順序不可顛倒,否則,會(huì)使顯色不充分,影響測(cè)定結(jié)果。過硫酸鉀不易溶解,可于40℃水浴中溶解,水浴溫度不能超過60℃,否則,過硫酸鉀會(huì)分解失效;室內(nèi)溫度較低時(shí),過硫酸鉀溶液易出現(xiàn)結(jié)晶,可于40℃水浴中溶解后使用。磷標(biāo)準(zhǔn)使用液現(xiàn)用現(xiàn)配,日常檢驗(yàn)用水為自制超純水,其電導(dǎo)率≤1 us/cm,優(yōu)于普通蒸餾水。

        2)主要儀器:754型分光光度計(jì)、MLS-3750三洋全自動(dòng)高壓蒸餾滅菌器,總磷測(cè)定中消解溫度、壓力、時(shí)間條件處于自動(dòng)受控狀態(tài),所用玻璃器皿均使用(1+5)的鹽酸浸泡1 h以上,不可用含磷洗滌劑清洗。必要時(shí),比色管可用超聲波清洗。

        樣品測(cè)定中的混勻也可使用超聲波振蕩10~20 s即可;對(duì)于樣品較多時(shí),用超聲波代替手動(dòng)搖勻可節(jié)省時(shí)間,還可防止比色管塞子密封不好而漏液,影響測(cè)定結(jié)果。

        2 水樣的采集與保存

        水庫中水體含磷量較低,均使用玻璃容器進(jìn)行采樣,不宜使用塑料瓶,因磷酸鹽易吸附在塑料瓶上,加上水樣不穩(wěn)定,采樣后均立即測(cè)定,不再加酸保存。

        3 工作曲線的繪制

        繪制工作曲線時(shí),國(guó)標(biāo)要求消解,但通過實(shí)際測(cè)定對(duì)比試驗(yàn)(表1),消解與否曲線無顯著差異,消解的工作曲線為Y=0.0304x+0.0031,r=0.9998,未消解的標(biāo)準(zhǔn)曲線為Y=0.0302x+0.0008,r=0.9999。根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)兩條回歸直線進(jìn)行比較。1)剩余標(biāo)準(zhǔn)差比較:F=1.02,F(xiàn)0.05(5,5)=5.05>F,故 SE1 和 SE2 無顯著差異;2)回歸系數(shù)比較:t=0.011,t0.05(10)=2.228>t,故 b1和b2無顯著差異;3)截距比較:t=0.289,t0.05(10)=2.228>t,故a1和a2無顯著差異。經(jīng)檢驗(yàn),這兩條校準(zhǔn)曲線無顯著差異,故可以得到一條共同的校準(zhǔn)曲線:Y=0.0303x+0.0020。因此,工作曲線可由標(biāo)準(zhǔn)曲線來代替使工作簡(jiǎn)化。

        表1 標(biāo)準(zhǔn)與工作曲線對(duì)比表

        4 顯色溫度、時(shí)間、濃度的影響試驗(yàn)

        通過日常的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),顯色是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié),它受溫度及時(shí)間的影響很大,對(duì)于測(cè)量吸光度的最佳時(shí)間不易把握,該實(shí)驗(yàn)選取15℃、20℃、25℃ 3個(gè)不同的溫度測(cè)量,水庫磷含量較低,故選取0.02 ug/mL、0.04 ug/mL、0.1 ug/mL 3種不同的濃度試驗(yàn)。

        1)試驗(yàn)結(jié)果如表2示。

        表2 不同溫度,不同濃度下最大顯色出現(xiàn)的時(shí)間及持續(xù)時(shí)間

        2)試驗(yàn)分析:從表2可看出,溫度對(duì)最大顯色出現(xiàn)的時(shí)間影響較大,溫度越高,顯色越快,但最大顯色持續(xù)的時(shí)間卻越短。這是因?yàn)闇囟容^高時(shí),分子運(yùn)動(dòng)速度較快,顯色時(shí)間也就越短,這就要求在總磷測(cè)定時(shí),要根據(jù)室溫情況掌握好測(cè)定吸光度的時(shí)間,如室溫太低,則需于20~30℃水浴中顯色,同時(shí)還要注意標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制的條件要與樣品測(cè)定時(shí)的條件保持一致。

        從表2還可看出,濃度對(duì)最大顯色出現(xiàn)的時(shí)間基本無影響。

        5 比色皿的影響

        測(cè)定吸光度時(shí),磷鉬藍(lán)有色物易吸附在比色皿上,且不易沖洗,所以,更換樣液時(shí)先用蒸餾水沖洗3遍后再測(cè)下一個(gè)樣品,同時(shí),應(yīng)盡量先測(cè)磷含量較低的樣品,比色皿用完后應(yīng)以稀硝酸或鉻酸洗液浸泡片刻再加以清洗。

        總之,水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中總磷含量是一項(xiàng)重要指標(biāo),測(cè)定結(jié)果所受影響因素較多,分析過程中,一定要掌握好操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng),才能提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度,為安全供水提供可靠的數(shù)據(jù)。

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