林素玲

（廣東樸華檢測(cè)技術(shù)有限公司，廣東 梅州 514000）

磷是生物生長(zhǎng)的必要元素之一，也是造成河流、湖泊、水庫(kù)等水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要元素?？偭装ㄈ芙獾?、顆粒的、無(wú)機(jī)磷和有機(jī)磷。在實(shí)際水質(zhì)監(jiān)測(cè)工作中，水中總磷含量的測(cè)定是重要的水質(zhì)監(jiān)測(cè)內(nèi)容之一。通過(guò)對(duì)水中總磷的測(cè)定，能夠深入了解水體的富營(yíng)養(yǎng)化情況以及污染程度，有利于開(kāi)展水生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作。目前，國(guó)家規(guī)定的總磷測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)是《水質(zhì)總磷的測(cè)定鉬酸銨分光光度法》(GB 11893－89)[1]，以過(guò)硫酸鉀為氧化劑，將未經(jīng)過(guò)濾的水樣消解，再用鉬酸銨分光光度法測(cè)定總磷，觀察其消解時(shí)間、顯色時(shí)間、過(guò)硫酸鉀加入量等因素對(duì)總磷含量測(cè)定的影響。

1 實(shí)驗(yàn)原理

在中性條件下，用過(guò)硫酸鉀消解試樣，將所含的磷全部氧化為正磷酸鹽。在酸性介質(zhì)中，正磷酸鹽與鉬酸銨發(fā)生反應(yīng)，在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后，立即被抗壞血酸還原，生成藍(lán)色的絡(luò)合物。

2 試劑的配制

（1）過(guò)硫酸鉀，50 g/L溶液：將5 g過(guò)硫酸鉀溶于水中，并稀釋至100 mL。

（2）抗壞血酸，100 g/L溶液：溶解10 g 抗壞血酸于水中，并稀釋至100 mL。此溶液儲(chǔ)存在棕色試劑瓶中，在冷處可穩(wěn)定幾周。若不變色可長(zhǎng)時(shí)間使用。

（3）鉬酸鹽溶液：溶解13 g鉬酸銨于100 mL水中。溶解0.35 g酒石酸銻鉀于100 mL水中，在不斷攪拌下把鉬酸銨溶液緩慢加入到300 mL硫酸（1+1）中，加酒石酸銻鉀溶液并且混合均勻。此溶液儲(chǔ)存在棕色試劑瓶中，在冷處可存放2個(gè)月。

（4）磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)樣品：BW30025－1000－C－50 B1912186

3 儀器設(shè)備

（1）722型分光光度計(jì)；（2）立式壓力蒸汽滅菌鍋

4 研究總磷測(cè)定的影響因素

4.1 消解時(shí)間對(duì)總磷測(cè)定結(jié)果的影響

消解時(shí)間對(duì)總磷測(cè)定結(jié)果影響的分析步驟為：取3種不同濃度的水樣，在20 ℃的室溫下，取5支50 mL的比色管準(zhǔn)確加入適量水樣，加蒸餾水至25 mL，再加入4 mL過(guò)硫酸鉀，蓋緊扎好比色管后放入立式壓力蒸汽滅菌鍋中進(jìn)行消解。消解時(shí)間分別設(shè)定為10 min，20 min，25 min，30 min，35 min五個(gè)不同的時(shí)間進(jìn)行消解，每次消解完成，待鍋內(nèi)壓力降為零取出冷卻,再加蒸餾水稀釋定容至50 mL刻度線。然后向各管加入抗壞血酸和鉬酸鹽溶液各1 mL、2 mL。搖勻放置15 min后，用30 mm比色皿，在700 nm波長(zhǎng)下，以水為參比，測(cè)定各管的吸光度，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 消解時(shí)間變化后的吸光度

由表1可以看出，在25 min前，樣品吸光度隨消解時(shí)間的增加不斷升高，也就是說(shuō)水中的正磷酸鹽的轉(zhuǎn)化效率不斷升高，因此測(cè)得的總磷數(shù)值越來(lái)越準(zhǔn)確。消解時(shí)間設(shè)置在30 min，35 min的吸光度幾乎沒(méi)有改變，也就是說(shuō)總磷的消解時(shí)間不是越長(zhǎng)越好，當(dāng)水中的正磷酸鹽轉(zhuǎn)化完全后，剩余的時(shí)間都是多余的。因此，在本實(shí)驗(yàn)室條件下，總磷的最佳消解時(shí)間為25 min。

4.2 顯色時(shí)間對(duì)總磷測(cè)定結(jié)果的影響

顯色時(shí)間對(duì)總磷測(cè)定結(jié)果影響的分析步驟為：在20 ℃的室溫條件下，取7支50 mL的比色管準(zhǔn)確加入適量水樣，加蒸餾水至25 mL，再加入4 mL的過(guò)硫酸鉀，蓋緊扎好比色管后放入立式壓力蒸汽滅菌鍋中消解30 min，待壓力表歸零后，取出，冷卻后再加蒸餾水稀釋定容至50 mL刻度線[2]。向各管加入抗壞血酸和鉬酸鹽溶液各1 mL、2 mL，搖勻后放置2 min，5 min，10 min，15 min，20 min，25 min后，用30 mm的比色皿，在700 nm波長(zhǎng)下，以水為參比，測(cè)定各管的吸光度，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 顯色時(shí)間變化后的吸光度

由表2可以看出，測(cè)量高、中、低濃度的三個(gè)水樣，顯色時(shí)間在10 min時(shí)，水樣吸光度達(dá)到最高值。隨著顯色時(shí)間的延長(zhǎng)，樣品吸光度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。因此檢測(cè)樣品時(shí)應(yīng)保證樣品在顯色10 min時(shí)進(jìn)行比色，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.3 過(guò)硫酸鉀加入量對(duì)總磷測(cè)定結(jié)果的影響

過(guò)硫酸鉀的加入量對(duì)總磷測(cè)定結(jié)果影響的分析步驟為：在20 ℃的室溫下，取5支50 mL的比色管，準(zhǔn)確加入適量水樣，加蒸餾水至25 mL，分別加入1 mL，2 mL，3 mL，4 mL和5 mL的過(guò)硫酸鉀溶液，蓋緊扎好比色管后放入立式壓力蒸汽滅菌鍋中消解30 min，待壓力表歸零后，取出，冷卻后再加蒸餾水稀釋定容至50 mL刻度線[3]，再向各管加入抗壞血酸和鉬酸鹽溶液各1 mL、2 mL。搖勻放置15 min后，用30 mm比色皿，在700 nm波長(zhǎng)下，以水為參比，測(cè)定各管的吸光度，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同過(guò)硫酸鉀加入量的吸光度

由表3可以看出，過(guò)硫酸鉀的加入量為4 mL時(shí)，樣品的吸光度最大，因此在測(cè)定時(shí)過(guò)硫酸鉀的加入量為4 mL時(shí)才能將樣品中的所有磷轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽。

5 結(jié)果驗(yàn)證

5.1 工作曲線

按照上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論改進(jìn)總磷的測(cè)定方法，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。取7支50 mL比色管分別加入0、0.5、1.0、3.0、5.0、10.0、15.0 mL的2.00 mg/L磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液，加水至25 mL，并加入4 mL的過(guò)硫酸鉀（2.1），置于立式壓力蒸汽滅菌鍋中加熱消解，待壓力達(dá)到1.1 kg/cm3，溫度達(dá)到120 ℃時(shí)，保持25 min的消解時(shí)間后停止加熱，待壓力表壓力歸零后，取出冷卻。然后用純水稀釋定容至50 mL。再向各管加入1 mL抗壞血酸溶液（2.2），搖勻。再加入2 mL鉬酸鹽（2.3）溶液，充分搖勻，顯色10 min后，使用30 mm光程比色皿，在700 nm波長(zhǎng)下，以水為參比，測(cè)定吸光度。扣除空白吸光度后繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明線性良好，線性相關(guān)系數(shù)大于0.999 9。曲線如圖1所示。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

5.2 方法檢出限

按照標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制的方法，測(cè)定7個(gè)平行空白樣品，計(jì)算7次的標(biāo)準(zhǔn)偏差S，按照公式MDL=3.143×S計(jì)算方法檢出限，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 方法檢出限測(cè)試數(shù)據(jù)表

結(jié)論：由表4可知，用優(yōu)化方法測(cè)定的總磷檢出限低于標(biāo)準(zhǔn)方法檢出限。

5.3 方法精密度

濃度（含量）1：取一樣品加入適量的總磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制7個(gè)平行樣品進(jìn)行測(cè)定，按照公式計(jì)算精密度，數(shù)據(jù)及結(jié)果見(jiàn)表5。

濃度（含量）2：取一樣品加入適量的總磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制7個(gè)平行樣品進(jìn)行測(cè)定，按照公式計(jì)算精密度，數(shù)據(jù)及結(jié)果見(jiàn)表5。

濃度（含量）3：取一樣品加入適量的總磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制7個(gè)平行樣品進(jìn)行測(cè)定，按照公式計(jì)算精密度，數(shù)據(jù)及結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 精密度測(cè)試數(shù)據(jù)表

結(jié)論：由表5可知，用優(yōu)化方法測(cè)定總磷，低中高三個(gè)不同濃度的樣品測(cè)得的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均符合標(biāo)準(zhǔn)中相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差≤5%的要求。

5.4 方法正確度

取編號(hào)為GSB 07－3169－2014 203993的標(biāo)準(zhǔn)樣品，平行測(cè)定3次，數(shù)據(jù)及結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 方法正確度測(cè)試數(shù)據(jù)表

結(jié)論：由表6可知，用優(yōu)化方法測(cè)定總磷，測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)值在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，符合標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)要求。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知，優(yōu)化后的方法縮短了消解時(shí)間和顯色時(shí)間，能較好地提高檢測(cè)效率。鉬酸鹽分光法測(cè)定總磷的影響因素有很多，本文從消解時(shí)間、顯色時(shí)間、過(guò)硫酸鉀加入量等多方面的探究，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后的分析方法能準(zhǔn)確測(cè)定總磷含量，在實(shí)際檢測(cè)工作中使用優(yōu)化后的方法既能保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，又能提高檢測(cè)效率。