分光光度法測定底質總磷的方法探討

婁明華，朱麗芳

(無錫市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇 無錫 214023)

底質中磷含量過高，會造成藻類的過度繁殖，達到一定數(shù)量會使水質富營氧化。因此，底質中總磷的測定是環(huán)境監(jiān)測中的主要監(jiān)測項目。底質是指江、湖、河、庫等水體底部的表層沉積物質，它對水體中污染物的自凈、降解、遷移、轉化等過程起著重要的作用［1］。目前底質總磷的測定主要采用氫氧化鈉堿熔－鉬銻抗比色法、過氧化氫－硫酸消化－鉬銻抗比色法等方法。實驗室主要采用過氧化氫－硫酸消化－鉬銻抗比色法。雖然該方法適應性強，顯色酸度范圍較寬，鉬藍顏色穩(wěn)定，但其實驗過程的中間環(huán)節(jié)較繁瑣，精密度不夠理想。本文通過實驗對過氧化氫－硫酸消化－鉬銻抗比色法中部分實驗環(huán)節(jié)進行了更改和優(yōu)化，去除了不必要的步驟。

1 原理

樣品在強酸性高溫消解，使不溶性磷酸鹽轉化為正磷酸鹽狀態(tài)進入溶液，同時過氧化氫是一種強氧化劑，能使底質中有機質完全氧化分解，使有機磷轉化為正磷酸鹽而進入溶液。待溶液與鉬酸銨反應生成磷鉬雜多酸，加入還原劑抗壞血酸還原，則變成藍色絡合物，即磷鉬藍。

2 實驗

2.1 儀器

EG20B電熱板，7220N型分光光度計。

2.2 試劑

(1)抗壞血酸:將10g抗壞血酸溶于水中，并用水稀釋至100ml，該溶液貯存在棕色瓶中，在約4℃可穩(wěn)定幾周，如顏色變黃，則棄去重配。

(2)鉬酸鹽溶液:溶解13g鉬酸銨于100 ml水中。溶解0.35g酒石酸銻氧鉀于100 ml水中。在不斷攪拌下，將鉬酸銨溶液徐徐加到300ml(1+1)硫酸中，加酒石酸銻氧鉀溶液并且混合均勻。貯存在棕色的玻璃瓶中于約4℃保存。至少穩(wěn)定60d。

(3)磷酸鹽貯備溶液:將優(yōu)級純磷酸二氫鉀于110℃干燥2h，在干燥器中放冷。稱取0.2197g溶于水，移入1000 ml容量瓶。加 (1+1)硫酸5 ml，用水稀釋至標線。此溶液每1ml含50.0μg磷。

(4)磷酸鹽標準溶液:吸取10.00 ml磷酸鹽貯備液于250 ml容量瓶，用水稀釋至標線，此溶液每1ml含2.00 μg磷，臨用時現(xiàn)配。

2.3 操作過程

稱取經(jīng)自然風干后的底質樣品，用四分法取樣研磨粉碎，過100目篩的底質，稱取0.10g樣品于三角燒瓶中，用少量水潤濕后加入濃硫酸1.5 ml，在瓶口上放置一個彎形小漏斗于電熱板上加熱消解，至冒大量白煙后加入少許過氧化氫 (30%)，待樣品呈灰白色后取下，否則需加過氧化氫繼續(xù)消解。消解完畢，用15 ml純水沖洗漏斗，然后逐一過濾并定容至50 ml。

取定容后的樣品5 ml，先滴加1滴酚酞，逐滴加入氫氧化鈉，直至樣品呈紅色，再加稀硫酸滴至剛好無色，調好酸堿度后再用去離子水定容到50 ml。以下按繪制標準曲線的方法進行測量。

3 結果與討論

3.1 標準曲線的繪制

取數(shù)支50 ml比色管，分別加入2.00μg/ml磷標準使用液 2.00、4.00、6.00、8.00、10.0 ml，加水至標線。向比色管中加入1 ml抗壞血酸，混勻后加2 ml鉬酸鹽溶液，用30mm比色皿于700nm波長處，以零含量空白管為參比，測量吸光度。

3.2 精密度測定

選取某底質樣品測定，共分析5次，測定結果見表1。

表1 樣品測定的精密度

樣品測定的相對標準偏差為4.0%，可見該方法有著良好的精密度。

3.2 準確度測定

對5份底質樣品進行加標測試，其結果見表2。

表2 樣品測定的準確度 (μg)

5份樣品的加標回收率為93.4% ～99.7%，回收效率處于正常范圍，能確保樣品分析的準確性。

3.3 檢出限測定

依據(jù)HJ168－2010中的檢測限計算公式:

MDL=t(n－1，0.99) ×S

式中:MDL—方法檢出限;

n—樣品的平行測定次數(shù);

t—自由度為n－1，置信度為99%時的t分布(單側);

S—n次平行測定的標準偏差。

表3 檢出限試驗結果記錄 (mg/L)

由表3可知，標準偏差為3.1×10－3mg/L，檢出限試驗結果為0.009 mg/L，符合底質總磷的測定要求。

3.4 方法比對測試結果

使用過氧化氫－硫酸消化－鉬銻抗比色法及改進過的方法對底質樣品進行測定，其分析結果見表4。

表4 方法比對測定結果表 (mg/kg)

從表4結果可知，方法改進后的測定結果與原方法測定結果的相對標準偏差＜10%，測定結果良好。

3.5 標準物質測定

選用國家標準土壤樣品進行測定，結果見表5。

表5 測定國家標準土壤樣品 (mg/kg)

3.6 注意事項

(1)電熱板的溫度需均勻，消解用的三角燒瓶底部要平整，上面最好加蓋彎頸小漏斗，使硫酸處于回流狀態(tài)。對于底質消解的顏色要有正確的判別，確保消解完全。

(2)酸堿的調節(jié)。磷鉬雜多酸是在一定酸度條件下生成的，過量與不足的酸均會影響結果。在堿性條件下，樣品會析出大量的沉淀物質影響比色。過量酸的清況下，對吸光度值影響較大。實驗表明pH為6～7左右適宜。

(3)消解好的溶液轉入比色管時，應用去離子水少量多次沖洗三角燒瓶，以免溶液中的待測物質有所損失，從而使測定結果偏低。過濾使用的濾紙應事先用去離子水沖洗干凈，否則可能會有雜質帶入。

3.7 結論

過氧化氫－硫酸消化－鉬銻抗比色法作為底質總磷的測定方法，靈敏度高，經(jīng)過部分實驗環(huán)節(jié)的改進后操作更為簡便，不需要特殊的儀器設備，樣品消解完全，干擾物質少，測定結果準確，有著良好的精密度和準確度，對于一般底質中總磷的測定，此方法都適用。

［1］本書編委會．水和廢水監(jiān)測分析方法 (第4版)［M］．北京:中國環(huán)境科學出版社，2002:432－438．

［2］司皖，王芹．兩種消解方法測定湖泊沉積物中總磷的比較［J］．儀器儀表與分析監(jiān)測，2008，(1):32－35．

［3］趙忠榮，陳靜．底質中總磷的測定方法探討［J］．廣東微量元素科學，2005，(2):41－44．

［4］錢淑萍．土壤全磷測定方法討論［J］．新疆農(nóng)業(yè)科技，2001，(4):26－28．

［5］陳新萍．土壤中全磷測定方法的改進試驗［J］．塔里木大學學報，2005，(2):101－103．