測定污水中總磷的消解方法比較

摘要：總磷是一項極為重要的水質監測項目。在水中，磷主要以磷酸鹽、縮合磷酸鹽和有機結合磷酸鹽的形式存在?？偭拙褪撬w中磷元素的總含量。在進行總磷的測定時，通常用強氧化劑將各種形式的磷酸鹽氧化成統一形態的正磷酸鹽進行測定。正磷酸鹽的常用測定方法有三種：一、鉬酸銨比色法，此法靈敏度較低，但干擾物質較少；二、鉬-銻-鈧比色法，靈敏度高，顏色穩定，重復性好；三、氯化亞錫法，靈敏高但穩定性差，易受氯離子、硫酸鹽等干擾。所以常用的是鉬酸銨比色法。

關鍵詞：總磷；污水；消解

中圖分類號：X830.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0121-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.071

Comparison of methods for digestion of total phosphorus in wastewater

Zheng Jie

（Gaogang Environmental Monitoring Station， Taizhou City， Jiangsu Province， Taizhou Jiangsu 225300， China）

Abstract： Total phosphorus is an extremely important water quality monitoring project. In water， phosphorus is mainly present in the form of phosphates， condensed phosphates and organic bound phosphates. Total phosphorus is the total phosphorus content in water. In the measurement of total phosphorus， it is usually measured by oxidizing various forms of phosphates into a uniform form of orthophosphate with a strong oxidant. There are three commonly used methods for measuring orthophosphate： First， the ammonium molybdate colorimetric method， this method has a lower sensitivity， but less interference substances； Second， molybdenum - tantalum - tantalum colorimetric method， high sensitivity， color stability， repeatability Good； Third， stannous chloride law. Sensitive but poor stability， susceptible to chloride， sulfate and other interference. So commonly used is ammonium molybdate colorimetry.

Key words： Total phosphorus； Sewage； Digestion

本文主要是以位于江蘇省泰州沿江開發區高永科技創業園區的某化工公司為例來進行介紹。該公司主要從事三氯化磷、三氯氧磷、磷酸三酯和的磷酸三乙酯生產經營。由此可知，該公司的污水中含大量的磷酸化合物，而磷又是水體富營養化的根源，如果該公司的大量污水未經處理就進行排放，就會嚴重污染水環境。所以要對該公司廢水中所含磷量進行測定以便制定相應的污水處理方案。本文選用鉬酸銨比色法。在測定總磷時要進行消解，其目的是破壞有機物，使懸浮物溶解，將各種價態的磷酸鹽化成統一價態，以便測定。過硫酸鉀消解法、硝酸—高氯酸消解法和硝酸—硫酸消解法是最常見的三種消解方法。

1 方法原理

消解是指在一定條件下預熱并將樣品中的一些還原性物質或其他物質進行破壞的方法。消解后的水樣應以便測定且水樣澄清、透明、無沉淀。消解的方法多種多樣，常見的有干式消解法、濕式消解法、微波消解法等。消解中常用一種或多種強氧化性酸形成酸解體系。常用的酸有：濃硫酸、濃硝酸、高氯酸、高錳酸鉀等，它們可將污水中的一些有機物質如亞硝酸鹽、硫化物、亞硫酸鹽以及受熱會變得不穩定的物質如硫氰鹽等全部破壞。其中應注意的問題是：（1）測定的組分在這一過程中不遭受損失；（2）沒有引進外來物質進行干擾；（3）要穩定、迅速地測定，給后續的處理步驟以方便；（4）最后出來的溶液一定要與特定的監測方法相適應。

2 鉬酸銨比色法原理

在中性條件下用過硫酸鉀或其他消解試劑對水樣進行消解處理，將不同價態或形式的磷酸鹽統一轉化成五價磷含氧酸的鹽類即正磷酸鹽。在適宜的條件下，將正磷酸鹽與鉬酸銨、酒石酸銻氧鉀混合反應后生成磷鉬雜多酸，再加入相應的試劑，溶液變為藍色的磷鉬酸。最后再用分光光度法在700nm處測定波長并繪制標準曲線計算即可測得總磷[3]。

3 測定步驟

3.1 實驗儀器

分光光度計、高壓滅菌鍋、50mL磨口具塞比色管、125mL錐形瓶、125mL凱氏瓶、可以控制的電熱板。

3.2 實驗中用到的藥品的配制

（1）抗壞血酸：在燒杯中放入一定量的抗壞血酸，并加水溶解，溶解后再加蒸餾水稀釋至一定刻度（100mL），并將其在棕色瓶中進行貯存。（2）鉬酸鹽溶液：將一定量的鉬酸銨溶于100mL水中，同時在另一燒杯中將0.35g酒石酸銻鉀溶解攪拌。之后，鉬酸銨、硫酸溶液、加酒石酸銻鉀溶液三者混和均勻，在適宜的溫度條件下于棕色瓶中進行貯存。（注意：鉬酸銨慢慢加入濃硫酸中，防止濃硫酸飛濺傷人。）（3）磷酸鹽的貯備液的制備：利用分析天平稱取適量的磷酸二氫鉀，將其溶解于水中并移入1000mL容量瓶中，加入適量毫升的硫酸并加水稀釋至標線。（4）磷酸鹽標準溶液的制備：吸取適量的上述磷酸鹽貯備液于容量瓶中，用水稀釋至標準刻度線。此時每毫升溶液中含2.00ug磷，不易儲存，使用時再配制[1]。

4 實驗的具體方法

4.1 水樣的預處理

水樣要預先進行處理，處理的方法有消解、蒸餾、富集、提純等方法，這里進行的預處理主要方法就是消解。前文說過，消解的方法有三種：過硫酸鉀消解法、硝酸—高氯酸消解法和硝酸—硫酸消解法。第一種方法是用過硫酸鉀將水樣在封閉的容器中加熱進行消解，操作較方便容易，但是要對實驗過程中可能出現的危險因素多加注意。第二種硝酸—高氯酸消解法是利用熱煮時硝酸具有較強的氧化能力，熱的濃高氯酸是最強的氧化劑和脫水劑，能將組分變成化合價較高的物質。加熱時生成無水高氯酸，可與有機五質發生反應，使物質很快被反應成為簡單的易于溶解的化合物。硝酸—高氯酸消解樣品是破壞有機物比較有效的方法，但要嚴格按照操作程序，防止爆炸發生。第三種硝酸—硫酸的方法主要是利用兩種酸，它們氧化能力較強，其中硝酸的沸點比較低，而硫酸的沸點較硝酸的高，熱的濃硫酸具有強的脫水能力和氧化能力，可以較快地分解試樣，破壞有機物。兩者結合使用，可以提高消解的溫度和消解的效果，有利于測定時消除三價鐵離子的干擾。后兩種消解方法準確度和精準度較高，在不同實驗室由不同分析人員測定結果之間的精密度也較高。與第一種相比，后兩種主要是在敞開式的容器中進行消解。

4.1.1 過硫酸鉀消解法

配制系列磷酸鹽標準溶液于比色管中加蒸餾水至一定的刻度線，再向每支比色管中分別加入一定量的過硫酸鉀溶液，用布將試管包裝好后放入高壓鍋內加熱進行殺毒滅菌，使高壓鍋內保持1.1kg/cm2的壓力，加熱半個小時后停止，等指針歸零后取出冷卻放置。水樣重復同樣步驟進行消解。

4.1.2 硝酸—硫酸消解法

配制系列磷酸鹽標準溶液于凱氏瓶中加水至25mL，分別加入2mL硫酸和5mL硝酸溶液，將上述溶液與電熱板上加熱一段時間，待到有白色煙霧冒出停止加熱，獲得透明又液體，將溶液冷卻后加水煮沸5min。冷卻后取下并加入酚酞指示劑再滴加氫氧化鈉顯現紅色，再加入少量后顏色褪去，混合均勻后移至比色管。水樣重復同樣步驟進行消解。

4.1.3 硝酸—高氯酸消解法

配制系列磷酸鹽標準溶液于錐形瓶中加水至25mL，分別加入2mL硝酸于電熱板上加熱濃縮至10mL。冷卻后再加入5mL硝酸，同樣加熱縮直至10mL，靜置冷卻。向溶液中加入3mL高氯酸加熱濃縮至3mL，靜置冷卻，再加水至10mL，先加入幾滴酚酞指示劑再滴加少量的NaOH溶液顯色（紅色），最后再加入少量硫酸溶液，紅色褪去，混合均勻后移至比色管。水樣重復同樣步驟進行消解[2]。

4.2 繪制標準曲線

分別將上述配置的三組標準溶液按0mL、1.00mL、2.00mL、6.00mL、10.0mL、20.0mL、30.0mL加入比色管中并稀釋至標線。再加入1mL10%抗壞血酸，混合均勻后再加入2mL鉬酸鹽溶液混合均勻，靜置15min顯色。將上述溶液裝入玻璃比色皿，以水做參比，在700nm波長下用分光光度計進行測定，并記錄相關數據。以標準樣品磷含量為橫坐標，以扣除空白吸光度后的吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。

4.3 測定樣品的吸光度數值

將用上述三種方法進行消解后的水樣分別移入三個50mL比色管中用蒸餾水稀釋至標準刻度線，用上述的同樣方法對水樣進行分光光度法的測定，減去空白溶液的吸光度后記錄三消解方法不同的水樣的吸光度值。

4.4 精密度試驗[4]

精密度是指在規定的條件下，單獨進行測量后得出的每一個結果之間的相差程度或者說它們的一致程度。本實驗中還要進行此種精密度的實驗。在相同條件下，分別對經過硫酸鉀法和硝酸—高氯酸法消解后的污水進行平行測定。結果顯示過硫酸鉀法消解的水樣的標準偏差為0.39%，相對標準偏差為1.11%；硝酸—高氯酸法消解的水樣的標準偏差為0.58%，相對標準偏差為1.16%?？梢娺^硫酸鉀消解法處理的水樣分析結果精密度較好[3]。

5 結論

通過上述的實驗可以看出，在水中進行總磷的測定時，以過硫酸鉀的消解方法最好。過硫酸鉀消解樣品較為徹底，偏差小，且其精密度和準確度較其他兩種方法都較好，操作簡單，建議在進行總磷測定時采用過硫酸消解法進行消解最為合適。

參考文獻

[1]丁小靜，蔡英，顧曉燕等.廢水中總磷測定消解方法的比較[J].廣州化工，2011，39（22）：82-83.

[2]樸英華.總磷測定消解方法的對比試驗[J].科技資訊，2013（11）：101-102.

[3]李萌，方旭東.污水中總磷測定消解方法的比較[J].天津化工，2010，24（4）：54-56.

[4]柳志龍，袁曉龍.冷原子吸收法測定河流底泥中汞的最佳消解方法[J].上海環境科學，1987（06）：137.

收稿日期：2018-04-21

作者簡介：鄭潔（1985-），女，大學本科，中級職稱，研究方向為環境監測。