孫江波

（德州市生態(tài)環(huán)境局樂陵分局，山東 樂陵 253600）

水環(huán)境中的磷通常以多種形態(tài)存在，主要包括溶解于水體中、存在于水生生物或腐殖質(zhì)離子中、呈懸浮顆粒態(tài)、沉降顆粒態(tài)等。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，存在于懸浮顆粒物中的磷能夠在物理、化學(xué)或生物等的作用下釋放到水體，并轉(zhuǎn)化為能夠被水生生物利用的磷。因此，水體中泥沙等懸浮顆粒物的粒徑大小、含量高低等均會(huì)對(duì)總磷濃度測(cè)定造成影響，由此可見，水體總磷測(cè)定的前處理方式是否合理會(huì)直接影響水樣懸浮顆粒物的含量，進(jìn)而對(duì)總磷測(cè)定的結(jié)果產(chǎn)生影響。本文在某流域水樣的檢測(cè)時(shí)，為真實(shí)反映水體總磷的污染情況，對(duì)水體樣品通過自然靜置進(jìn)行充分沉降，以及離心機(jī)進(jìn)行離心處理，以降低水體中懸浮顆粒物、泥沙等雜質(zhì)對(duì)水體總磷檢測(cè)的影響，并獲取能夠真實(shí)反映某流域水體的污染物狀況。

1 水體總磷測(cè)定前處理相關(guān)要求

由于水體中存在的浮游生物以及懸浮顆粒物等，往往會(huì)直接影響水體總磷濃度的測(cè)定精準(zhǔn)性，因此，水樣采集與前處理方法的選擇是否合理變得十分關(guān)鍵，且不同標(biāo)準(zhǔn)水樣總磷濃度的測(cè)定時(shí)，對(duì)前處理方式及要求也會(huì)有所差異。結(jié)合當(dāng)前地表水總磷測(cè)定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，水中總磷測(cè)定時(shí)的水樣前處理方式主要分為三種：一是自然沉降靜置30min；二是采用63μm篩過濾；三是4000r/min 離心處理5min。其中，不同水樣前處理方式及要求如表1 所示。[1]

表1 水體總磷測(cè)定前處理方式

在《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》中對(duì)水樣采集與處理進(jìn)行了明確，要求采集完水環(huán)境樣品后，應(yīng)先進(jìn)行自然靜置30min，然后取上層非沉降的水樣，并采用鉬酸銨分光光度法對(duì)水體總磷進(jìn)行分析測(cè)定。采用該方法進(jìn)行總磷測(cè)定時(shí)，應(yīng)按照規(guī)范要求將取得的水樣搖勻，并得到具有代表性的懸浮物分布均勻的水樣。按照此種前處理方法分析測(cè)定的總磷主要包括溶解態(tài)磷、膠體態(tài)磷以及不易沉降的顆粒態(tài)磷，消除了易沉降的顆粒態(tài)磷。[2]

另外，在《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》（第四版）中，對(duì)水環(huán)境樣品采集要求予以了明確規(guī)定，要求采集水樣時(shí)不得混入水面上的漂浮物；對(duì)于含有泥沙等沉降性固體的水樣中，應(yīng)采用分離的方式去除，分離方法為：將采集的水樣充分搖勻，然后倒入筒形玻璃容器，按要求靜置30min，然后將含有懸浮態(tài)固體但無沉降固體的水樣移至容器并加入保存劑。上述處理方法主要去除影響總磷濃度測(cè)定的水樣漂浮物、水中浮游生物以及易沉降固體，測(cè)量得到的總磷包括溶解態(tài)磷、膠體態(tài)磷、懸浮藻類以及不易沉降的顆粒態(tài)磷。在含有大量水生植物的水環(huán)境中，總磷濃度的測(cè)定即是采用此前處理方法，以去除沉降性固體殘?jiān)械牧?。此外，在《地表水總磷現(xiàn)場(chǎng)前處理技術(shù)規(guī)定（試行）》中，對(duì)于靜置30min 后仍存在大量懸浮顆粒物的，應(yīng)試行離心處理對(duì)沉降固體進(jìn)行去除。[3]

2 水體總磷測(cè)定前處理實(shí)驗(yàn)方法

2.1 水樣采集與處理

選取某流域具有代表性的斷面進(jìn)行采樣分析，采集斷面中垂線的表層水樣，每間隔2～3 天采樣一次，為確保所采集水環(huán)境樣品的均勻性與代表性，現(xiàn)場(chǎng)所采集的水樣不進(jìn)行沉降處理直接裝入樣品瓶，每次水樣采集數(shù)量為23 瓶，每瓶水樣體積為1L。其中，所采集的23 瓶樣品中，14 瓶進(jìn)行靜置處理，9 瓶進(jìn)行離心處理[4]。所有采集得到的樣品均不加固定劑，并在5℃條件下冷藏進(jìn)行運(yùn)輸，樣品送至實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間應(yīng)不得超過3 小時(shí)，并盡快完成水樣的分析測(cè)定。

2.2 總磷分析與測(cè)定

2.2.1 靜置分析

水體前處理前應(yīng)將采集的14 瓶水樣充分搖勻，使水樣混合均勻后自然靜置，并對(duì)14 瓶靜置的水樣進(jìn)行編號(hào)，同時(shí)，將計(jì)劃靜置的時(shí)間標(biāo)注在水樣標(biāo)簽上。然后，按照表2 中的先后時(shí)間順序，在水樣液面下方5cm的位置用硅膠虹吸管吸取250mL 非沉降樣品，采樣時(shí)應(yīng)注意不得攪動(dòng)底部位置的沉降物，如若底部沉降物被攪動(dòng)，應(yīng)按要求重新取樣。總磷測(cè)定前，應(yīng)將吸取的水樣充分搖勻后取樣，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)總磷進(jìn)行測(cè)定。在測(cè)得水樣兩次濁度值相對(duì)偏差＜5%時(shí)，則說明水樣處于基本靜穩(wěn)狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)再進(jìn)行兩次加測(cè)試驗(yàn)[5]。根據(jù)時(shí)間的變化繪制水樣總磷與濁度變化曲線，在所取水樣濁度達(dá)到靜穩(wěn)點(diǎn)后，則靜置時(shí)間所對(duì)應(yīng)的總磷濃度為水樣總磷的濃度值。

表2 靜置水樣三次試驗(yàn)比對(duì)結(jié)果

2.2.2 離心分析

在進(jìn)行水樣前處理前，應(yīng)先將9 瓶水樣搖晃30s，使其充分混合均勻。然后將原水與需要進(jìn)行離心處理的水樣進(jìn)行編號(hào)，并標(biāo)注好離心處理的時(shí)間。離心處理采用離心機(jī)按照2000r/min 離心率進(jìn)行離心，并按照表2 的時(shí)間要求分別進(jìn)行離心處理，每個(gè)水樣應(yīng)按順序依次進(jìn)行離心操作[6]。完成水樣的離心處理后，吸取每個(gè)離心處理后水樣上層非沉降部分，將吸取的樣品混合均勻后分別對(duì)濁度及總磷進(jìn)行檢測(cè)，得到表3結(jié)果。

表3 離心水樣三次試驗(yàn)比對(duì)結(jié)果

3 水體總磷測(cè)定前處理結(jié)果討論

水樣濁度采用便攜式濁度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，總磷分析采用鉬酸銨分光光度法，并嚴(yán)格按照分析流程及要求，對(duì)每一個(gè)水體樣品進(jìn)行濁度-色度補(bǔ)償，防止誤差引入對(duì)總磷測(cè)定造成影響，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可比性。

3.1 自然靜置

結(jié)合三次自然靜置實(shí)驗(yàn)比對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)及表2 可知，水樣在靜置2h 后濁度值基本穩(wěn)定。靜置2h 之前，由于原水濁度的差異，使得不同樣品的濁度也存在較大差異，但靜置2h 后水樣濁度變化趨勢(shì)逐漸變小，由此看出該河段所采集水樣至少需要靜置2h 方可消除可沉降懸浮物膠體的影響，此結(jié)果也與表2 中靜置2h 后的總磷濃度變化趨勢(shì)相一致，且結(jié)合水樣總磷濃度的變化趨勢(shì)，也進(jìn)一步說明了泥沙、膠體等對(duì)水中總磷濃度測(cè)定的影響。同時(shí)，三次測(cè)定濁度值于5～6h 后趨于一致，即水樣濁度基本趨于靜穩(wěn)點(diǎn)，而表2 中三次總磷濃度檢測(cè)結(jié)果也基本于5～6h 后趨于一致，由此說明，所采集的水樣在經(jīng)過一段時(shí)間的靜置沉淀且達(dá)到靜穩(wěn)點(diǎn)后，水中懸浮顆粒物與膠體均進(jìn)行了較好的沉淀，此時(shí)基本不會(huì)因水樣濁度而影響水樣總磷的測(cè)定，且此時(shí)間段后測(cè)定的濃度也是水樣總磷的真實(shí)反映[7]。

3.2 離心處理

結(jié)合三次離心處理實(shí)驗(yàn)比對(duì)結(jié)果及表3 可知，水樣初始濁度存在明顯差異，在采用離心機(jī)按照2000r/min 離心率進(jìn)行離心1min 后，水樣濁度都降到了100以內(nèi)，由此可見，采用離心處理能夠很好地處理水樣中的懸浮物，且隨著離心處理時(shí)間的不斷增加，水樣濁度變化于5～6min 時(shí)基本趨于一致，并達(dá)到靜穩(wěn)點(diǎn)，而表3 中總磷濃度檢測(cè)結(jié)果變化趨勢(shì)也基本于5～6min后趨于一致，并達(dá)到了總磷濃度的靜穩(wěn)值。

對(duì)比水樣經(jīng)自然靜置與離心處理后的情況可知，水樣自然靜置6h 的總磷測(cè)定值與2000r/min 離心處理3min 的測(cè)定值基本一樣，水樣經(jīng)自然靜置12h 后的總磷測(cè)定值，與2000r/min 離心處理5min 后總磷測(cè)定值基本一樣。尤其在水體樣品濁度較大時(shí)，采用靜置、離心等不同的實(shí)驗(yàn)分析方法，對(duì)于水體總磷的測(cè)定影響十分顯著。由此可見，對(duì)水樣按照2000r/min 離心處理對(duì)于消除水樣中懸浮狀干擾物的影響效果顯著，且由表3 可以看出，離心處理時(shí)間5～6min 后濁度及總磷濃度值趨于穩(wěn)定，此時(shí)間段后對(duì)水樣總磷濃度進(jìn)行測(cè)定，也是水樣總磷的真實(shí)反映。

4 結(jié)論

水體中膠體及懸浮顆粒物等所產(chǎn)生的濁度直接影響著水樣總磷的測(cè)定精準(zhǔn)度，在對(duì)濁度較高的水樣進(jìn)行總磷測(cè)定時(shí)，往往無法精準(zhǔn)地反映出水樣總磷的實(shí)際值，因此，需對(duì)所采集的水樣進(jìn)行嚴(yán)格的前處理。然而對(duì)比較為常用的前處理方法，自然靜置雖簡單方便、無需處理設(shè)備，但耗用時(shí)間較長，對(duì)于水樣的應(yīng)急監(jiān)測(cè)適用性較差[8]；而離心處理能夠在短時(shí)間內(nèi)分離去除水中懸浮顆粒物，并能在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到與自然靜置一樣的效果，故采用離心處理對(duì)水樣進(jìn)行相應(yīng)的前處理更為可靠、便捷。