文/Katrin Schwind amp; Gunter Decker

含量越少越好快速、直接測定地表水中磷酸鹽含量

文/Katrin Schwind amp; Gunter Decker

圖1：自然界的水中，限制植物生長的元素磷的含量很少的。

磷是生命與植物生長過程中必不可少的一類元素，在天然、未受污染的地表水中，濃縮或者像磷酸鹽這類有機(jī)化合物常被稱為正磷酸鹽PO4-P。在自然界的水中，限制植物生長的元素磷含量極少。

限制性元素磷濃度的提高后會導(dǎo)致水中藻類瘋長并導(dǎo)致水質(zhì)富營養(yǎng)化。德國20世紀(jì)中期曾因化肥、生活污水及洗滌劑使用出現(xiàn)過類似情況。之后，采取減少磷含量的相關(guān)措施。通過使用不含磷洗滌劑及污水凈化處理廠中磷酸鹽沉淀，將地面水磷酸鹽減少75%左右。

德國著名的博登湖就是一個極好的例子。上世紀(jì)70年代末在博登湖檢測到的正磷酸鹽PO4-P值為84 μg/L，現(xiàn)如今，博登湖年平均正磷酸鹽值只有5～6 μg/L。

磷酸鹽檢測分析

地表水較低的正磷酸鹽濃度同樣成為檢測分析技術(shù)人員的一大挑戰(zhàn)。按照DIN EN ISO10304-1標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，離子色譜法檢測下限為33 μg/L正磷酸鹽（相當(dāng)于100 μg/L PO4），明顯高于地表水允許的磷酸鹽濃度。光學(xué)測量作為更加靈敏的測量技術(shù)，在沒有費時費力的萃取步驟時，允許在正磷酸鹽濃度為5 μg/L以上時進(jìn)行量化檢測。

Merck公司為其研發(fā)生產(chǎn)的Spectroquant磷酸鹽試劑（商品代碼114848）提供一種使用操作簡單、經(jīng)濟(jì)實惠和安全可靠的地表水正磷酸鹽定量檢測替代解決方案，所采用的技術(shù)方法類似于DIN EN ISO 6878標(biāo)準(zhǔn)、APHA 4500-PE和EPA 365.2+3標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法。

利用Spectroquant試劑家族中新的Prove600試劑，可以在100 mm直徑的比色皿中完成2.5 μg/L正磷酸鹽測定，能夠快捷又可靠完成較低濃度正磷酸鹽地表水濃度檢測。

除高靈敏度磷含量檢測外，Merck公司磷酸鹽檢測試劑還有另外一個優(yōu)點，與傳統(tǒng)光學(xué)檢測方法相比較，Spectroquant試劑檢測儀同樣省略費時費力的檢測方法校準(zhǔn)與標(biāo)定，所有的Spectroquant儀器設(shè)備都是為準(zhǔn)確測定磷酸鹽樣本按照10點校正曲線預(yù)設(shè)好。根據(jù)具體使用的比色皿大小、朗伯——比爾定律就可以將正磷酸鹽含量的整體范圍限定在0.0025～5.00 mg/L之間，可以在沒有校正曲線的情況下直接測得未知的磷酸鹽濃度。

本刊提示：運用標(biāo)準(zhǔn)方法的替代式解決方案

本文所介紹的是一種更加快捷、經(jīng)濟(jì)和準(zhǔn)確的地表水正磷酸鹽檢測替代方案，可以取代標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的地表水正磷酸鹽檢測方法。該種方法的檢查結(jié)果與DIN EN ISO 6878標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測方法相比具有良好的可比性。在標(biāo)準(zhǔn)添加法測試的幫助下已證明：測試盒套件適用于地下水與地表水正磷酸鹽濃度檢測。

方法比較

Spectroquant 114848磷酸鹽檢測法和DIN EN ISO 6878標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測方法均基于同一原理。在含有鉬酸鹽離子和銻離子的硫酸溶液中，正磷酸鹽會化合成磷鉬酸。該種磷鉬酸利用抗壞血酸還原成能夠用光度法檢測出來的磷鉬藍(lán)，與標(biāo)準(zhǔn)檢測方法相比，Spectroquant試劑套件除已有校正曲線外還有非常簡單的操作使用方法，在按照DIN EN ISO 6878標(biāo)準(zhǔn)檢測時需要使用試劑，此時，所用試劑在不考慮標(biāo)定、校準(zhǔn)時至少需要五種。

相比之下，Spectroquant測試方法所需試劑均為事先準(zhǔn)備好的成品試劑，在直徑為100 mm比色皿的磷酸鹽檢測時，應(yīng)在20 mm樣本中加入20滴PO4-1試劑和4勺PO4-2試劑。經(jīng)過5分鐘反應(yīng)時間后，利用光度計檢測樣本顏色，磷酸鹽濃度可直接在光度計中讀取出來。在“地下水和地表水正磷酸鹽測定”一文中詳細(xì)介紹Spectroquant測試方法操作過程。Spectroquant測試套件114848的應(yīng)用軟件可以在介紹產(chǎn)品的網(wǎng)站中查詢到。

為獲得Spectroquant試劑盒套件在地表水磷酸鹽含量測試中的適用性，利用Spectroquant試劑套件和DIN EN ISO6878標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法對六組樣本正磷酸鹽含量進(jìn)行對比測試。DIN標(biāo)準(zhǔn)方法檢出指示極限值是DIN 32645標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0.003mg/L。

圖2：添加標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)后檢出的磷酸鹽濃度

圖3：檢測范圍0.0025～0.0250 mg/L為正磷酸鹽的校正曲線

兩種方法得當(dāng)?shù)臋z查結(jié)果具有可比性，六組樣本中的四組正磷酸鹽含量低于規(guī)定的檢測范圍，只有兩組高于規(guī)定的檢測范圍。在“Brombach湖”的樣本中，正磷酸鹽濃度0.0031 mg/L的檢查結(jié)果有所出入。在“Altermuehl湖”的樣本中，Spectroquant試劑套件和DIN EN ISO 6878標(biāo)準(zhǔn)兩種方法檢查結(jié)果的正磷酸鹽差異只有0.0004 mg/L，檢出重復(fù)率為97%。

除需要進(jìn)行參考分析之外還輔助進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)添加法測試。在標(biāo)準(zhǔn)添加法測試時使用五種不同湖水和一種水庫中的水，對四種不同的正磷酸鹽濃度和檢出重復(fù)率進(jìn)行測定，圖2表示：對比測試結(jié)果。不論樣本濃度如何，什么種類的樣本，添加的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均能被檢測出，檢出重復(fù)率在105%±5%范圍內(nèi)。

水中磷含量極少，對于維護(hù)水資源生態(tài)平衡來講，人類使用化肥或通過污水增加地表水中磷酸鹽異常危險。

本文作者是Darmstadt市， Merck股份兩合公司的職工。