林永茂

遼寧營口沿海產(chǎn)業(yè)基地環(huán)境監(jiān)測站，遼寧營口 115003

0 引言

總磷是水樣經(jīng)消解后將各種形態(tài)的磷轉(zhuǎn)變成正磷酸鹽后測定的結(jié)果。在天然水和廢水中，磷幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在，它們分為正磷酸鹽，縮合磷酸鹽和有機結(jié)合的磷。磷是評價水質(zhì)的重要指標。磷酸鹽是元素磷自然產(chǎn)生的形態(tài)，可分為正磷酸鹽和縮聚磷酸鹽。日常監(jiān)測中，有些人認為天然水水樣不必消解，直接測定即為總磷；有時遇到混濁的廢水樣，總是直接用濾膜先行過濾，然后才進行消解。事實上，此時所測定的并不是總磷，而是可溶性總磷（包括可溶性正磷酸鹽和可溶性總磷酸鹽）。我們所說的總磷是指樣品直接進行消解后測得的水樣的結(jié)果。

1 實驗方法與原理

1.1 消解方法

消解又稱濕法消化，是用酸液或堿液并在加熱條件下破壞樣品中的有機物或還原性物質(zhì)的方法。其目的是排除有機物和懸浮物，將各種價態(tài)的元素氧化成單一的高價態(tài)或轉(zhuǎn)變成為易于分離的無機化合物，同時水樣得以濃縮。消解后的水樣應(yīng)清澈透明無沉淀。消解分為濕法消解、干法消解和微波消解。

《水和廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）中國環(huán)境科學出版社（2002 年）規(guī)定的總磷的消解方法有：過硫酸鉀消解法、硝酸-硫酸消解法和硝酸-高氯酸消解法。這三種消解均屬于濕法消解，即用酸溶解樣品，一般通過電熱板準溫控方式加熱，非密閉消解。鉬酸銨分光光度法測定總磷一般消解多為過硫酸鉀消解法。

1.2 方法原理

經(jīng)過消解的混合水樣，將水中各種形式的磷酸鹽轉(zhuǎn)變成正硫酸鹽。在酸性條件下，正磷酸鹽與鉬酸銨、酒石酸銻氧鉀反應(yīng)，生成磷鉬雜多酸，被還原劑抗壞血酸還原，則變成藍色絡(luò)合物，通常即稱磷鉬藍。

2 實驗部分

2.1 主要實驗儀器

723N 可見分光光度計。

醫(yī)用手提式高壓蒸汽消毒器，1 kg/cm2～1.5kg/cm2。

電爐2kW。

2.2 主要實驗試劑

廢水水樣：取具有代表性的廢水水樣，但水樣中總磷濃度不能太低亦不能太高。

加標水樣：在同一樣品的子樣中加入一定量的標準物質(zhì)。

標準樣品：環(huán)境保護部標準樣品研究所環(huán)境標準樣品，真值分別為：0.356±0.021（203941）、0.539±0.017（203939）。

5%過硫酸鉀溶液：將5g 過硫酸鉀溶解于水，并稀釋至100mL。

其他所需試劑均按照國標GB 11893-89 《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》規(guī)定要求配制。

2.3 試驗方法

2.3.1 標準曲線的繪制

取7 支50mL 具塞比色管，分別加入磷酸鹽標準使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0mL，加水稀釋到25mL。

向比色管中加過硫酸鉀溶液4mL，加塞塞緊，用紗布和皮筋將玻璃塞扎緊。將比色管放在大燒杯中，置于高壓蒸汽消毒器中加熱，待鍋內(nèi)壓力達到1.1kg/cm2時，調(diào)節(jié)電爐溫度使保持此壓力30min 后，停止加熱，待壓力表指針降至零后，取出。至水樣冷卻到室溫，加水稀釋至50mL，按國標鉬銻抗分光光度法規(guī)定的步驟測量吸光度。

2.3.2 樣品的測定

分取25.00mL 混合水樣。按照繪制標準曲線的步驟進行消解、顯色和測量，計算其濃度。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品過濾

當水樣消解后出現(xiàn)混濁，需對水樣進行過濾。過濾采用0.45um 微孔濾膜，濾膜使用前應(yīng)用純凈水進行清潔，避免其吸附造成損失。采用兩種不同濃度的標準溶液進行試驗，結(jié)果表明：顯色前過濾的測定值基本與真值相近，相對誤差低于±1%，滿足水質(zhì)監(jiān)測實驗室質(zhì)量控制指標（總磷樣品含量范圍為0.025mg/L～0.6mg/L 時，室內(nèi)相對誤差應(yīng)≤±10）；顯色后過濾的測定值接近真值下限，相對誤差高于20%，不滿足水質(zhì)監(jiān)測實驗室質(zhì)量控制指標。由此可見顯色后過濾結(jié)果偏低，過濾一定要在顯色前。

表1 顯色前后過濾標準樣品的測定結(jié)果 單位：mg/L

3.2 消解時間

用3 中不同濃度的試樣，分別消解25min、30min、35min。試驗結(jié)果表明，消解時間在25min～35min 時，標準樣品濃度有輕微變化，因此，若想獲得準確、真實的試樣濃度值，應(yīng)嚴格遵守國家標準規(guī)定的30min 消解時間。

表2 不同消解時間的測定結(jié)果 單位：mg/L

3.3 消解溫度

不同溫度條件對試樣的顯色時間影響不同。由試驗結(jié)果表3 可看出，消解時間應(yīng)盡量控制在20℃～25℃之間，此時間段內(nèi)消解試樣顯色時間穩(wěn)定適宜接下來的試樣操作，試樣濃度值基本接近真值。當消解溫度低于20℃，顯色時間雖長，但試樣濃度偏高；消解溫度大于25℃，不但顯色時間縮短，試樣濃度偏低，且濃度越高的顯色液褪色速度越快。

表3 消解溫度對顯示時間和濃度的影響

3.4 精密度試驗

在消解溫度20℃，消解時間20min，顯色時間為10min，對不同濃度磷標準使用液進行重復性試驗，表4 結(jié)果顯示，精密度在0%～0.33%之間，滿足水質(zhì)監(jiān)測實驗室質(zhì)量控制指標要求（總磷樣品含量范圍為0.025mg/L～0.6 mg/L 時，室內(nèi)精密度應(yīng)≤10）。

表4 精密度試驗結(jié)果 單位：mg/L

3.5 水樣測定及加標回收

在消解溫度20℃，消解時間20min，顯色時間10min，取不同濃度的天然水樣進行測定及加標回收分析，結(jié)果顯示加標回收率在95%～99% 之間，滿足水質(zhì)監(jiān)測實驗室質(zhì)量控制指標要求（總磷樣品含量范圍為0.025mg/L～0.6mg/L 時，加標回收率應(yīng)為90～110）。表5 表明，鉬酸銨分光光度法測定水中總磷，用過硫酸消解法，消解溫度20℃，消解時間20min，顯色時間10min，試樣的測試結(jié)果的準確度很高。

表5 加標回收試驗結(jié)果

4 結(jié)論

鉬酸銨分光光度法測定水中總磷，過硫酸鉀消解法消解樣品時，控制消解溫度20℃，消解時間20min，顯色時間10min，此條件下樣品消解徹底，重復性好，精密度和準確度高，易操作。

[1]中華人民共和國國家標準.水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法（GB 11893-89）.

[2]國家環(huán)?？偩?水和廢水監(jiān)測分析方法[M].4版，北京：中國環(huán)境科學出版社，2002.

[3]中國環(huán)境監(jiān)測總站.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊[M].2版，北京：工業(yè)出版社，1984.