鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)水體中總磷測定中的應(yīng)用

娜迪拉·木拉提汗

（阿勒泰水文勘測局，新疆 阿勒泰 836500）

0 引言

總磷在水環(huán)境監(jiān)測中是一項重要的檢測指標(biāo)[1]。當(dāng)前，水環(huán)境監(jiān)測國標(biāo)方法規(guī)定的總磷檢測的方法為鉬酸銨分光光度法[2]，該方法在許多區(qū)域的地表水總磷檢測中得到應(yīng)用[3～10]，通過樣本總磷精度的試驗分析，鉬酸銨分光光度法測定的總磷準(zhǔn)確度以及精密度均取得了較好的檢測效果。阿勒泰地區(qū)地表水總磷總體變化較為穩(wěn)定，總磷也是阿勒泰地區(qū)地表水監(jiān)測的一項重要水質(zhì)指標(biāo)，為提高阿勒泰地區(qū)總磷測定的效率，本文結(jié)合水環(huán)境監(jiān)測的國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)要求，從鉬酸銨分光光度法的試驗原理、試驗試劑和儀器、試驗步驟進(jìn)行敘述，并結(jié)合實際水樣，對鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)總磷測定的精度進(jìn)行分析。

1 試驗原理

采用過硫酸鉀（或硝酸－高氯酸）對試驗樣品進(jìn)行中性條件的消極分析，使得樣品中的含磷成分全部轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽。磷酸鹽與鉬酸銨在酸性條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在銻鹽環(huán)境條件下產(chǎn)生磷鉬雜多酸，可以被抗壞血酸進(jìn)行氧化還原，產(chǎn)生藍(lán)色的絡(luò)合物。

2 所需試劑和儀器

1）試驗所需要的試劑：密度分別為1.84 g/mL 及1.4 g/mL的硫酸和硝酸；密度為1.68 g/mL 的高純度高氯酸，將27 mL 硫酸放置到973 mL 水中，產(chǎn)生濃度為0.5 mol/L 的硫酸鹽溶液；分別將40 g 和60 g 氫氧化鈉溶于水并加入1000 mL 進(jìn)行稀釋后產(chǎn)生濃度為1 mol/L 和6 mol/L 的氫氧化鈉溶液；將5 g 過硫酸鉀（K2S2O8）溶于100 mL 水中，提取濃度為50 g/L 的過硫酸鉀溶液；將10 g 抗壞血酸溶于100 mL 水中，提取濃度為100 g/L的抗壞血酸溶液，該溶液可在棕色的試劑瓶存儲幾周，若顏色不發(fā)生明顯變化可長時段使用；將硫酸與抗壞血酸按2∶1 進(jìn)行混合，采用當(dāng)日配置的溶液作為試驗所需要的濁度及色度的補償液；在110℃溫度條件下稱取0.2197 g 磷酸二氫鉀（KH2PO4）并進(jìn)行2 h 的干燥后，放入800 mL 的水中，并滴入5 mL 的硫酸溶液，用水進(jìn)行稀釋至濃度標(biāo)線后，充分混合均勻，1.00 mL 的磷標(biāo)準(zhǔn)儲備的標(biāo)準(zhǔn)溶液含有50.0 μg的磷，該溶液可以存放6 個月以上的時間；將1.00 mL 的磷標(biāo)準(zhǔn)儲備的標(biāo)準(zhǔn)溶液放入到250 mL 容量瓶中，用水進(jìn)行稀釋至濃度標(biāo)線后，充分混合均，1.00 mL 的磷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液含有2.0 μg 的磷，試驗測定過程中需采用當(dāng)日配置的溶液；將0.5 g 的酚酞在50 mL95%的乙醇中進(jìn)行溶解后，得到濃度為10 g/L 的酚酞溶液。

2）試驗所需的儀器：醫(yī)用手提式蒸汽消毒器或一般壓力鍋（1.1 kg/cm2～1.4 kg/cm2)；50 mL 的比色管；分光光度計。

3 試驗步驟

1）空白試樣：首先按照水環(huán)境監(jiān)測國家標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行空白試驗，在蒸餾水中加入同體積的試劑對試驗樣本進(jìn)行代替。

2）消解：可采用兩種消解方式。第一種為過硫酸鉀消解方式，在試驗樣本中滴入4 mL 的過流酸鉀，用一小塊布和線將比色管的蓋塞扎緊后，放入到高壓蒸汽消毒器的大燒杯中進(jìn)行加熱，當(dāng)高壓蒸汽消毒器的壓力值處于1.1 kg/cm2后，溫度可以達(dá)到120℃時，再繼續(xù)加熱30 min 后停止加熱，當(dāng)壓力表讀數(shù)為0后，將燒杯取出進(jìn)行溫度冷卻，并加入水分進(jìn)行稀釋達(dá)到標(biāo)線；第二種為硝酸- 高氯酸消解方式，在錐形瓶中進(jìn)入25 mL 的試驗樣本，滴入2 mL 硝酸以及放入數(shù)粒玻璃珠后，在電熱板上進(jìn)行加熱使其進(jìn)行體積濃縮為10 mL，溫度冷卻后滴入5 mL 硝酸再次進(jìn)行加熱，當(dāng)體積濃縮為10 mL 再次進(jìn)行冷卻，并滴入3 mL 高氯酸，加熱出現(xiàn)白色的高氯酸煙，在此過程中可以在錐形瓶放置電熱板或者小漏斗進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，使得消解液保持回流狀態(tài)，直到剩下3 mL～4 mL，進(jìn)行冷卻后加10 mL 水后，滴入1 滴酚酞指示劑，滴入氫氧化鈉溶液出現(xiàn)微紅色溶液，再加入硫酸溶液使得其顏色消失，進(jìn)行混合均勻后，將溶液放入到刻度管中，加水進(jìn)行稀釋到標(biāo)線為止。

3）發(fā)色：將1 mL 抗壞血酸溶液分別加入到各消解液中，并進(jìn)行混合均勻，放置30 s 后滴入2 mL 鉬酸鹽溶液，進(jìn)行混合均勻處理。

4）分光光度測量：在常溫下放置15 min 后，以水做參比，在700 nm 波長下采用光程為30 mm 的比色皿進(jìn)行吸光度的測定，在空白試驗的吸光度扣除后從工作曲線中進(jìn)行磷含量的讀取。

5）工作曲線的繪制：分別在7 支比色管的磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用溶液加入25 mL 水，依照試驗測定步驟以水做參比，對吸光度進(jìn)行測定，在空白試驗的吸光度扣除后，和對應(yīng)的磷含量進(jìn)行工作曲線繪制。

4 試驗精度評價

4.1 試驗結(jié)果的表示

總磷含量測定方程為：

式中：C 表示為測定的總磷含量，mg/L；m 表示為測定的總磷質(zhì)量，μg；V 表示為樣本的體積，mL。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別在7 支比色管的磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用溶液加入25 mL 水，依照試驗測定步驟以水做參比，對吸光度進(jìn)行測定，在空白試驗的吸光度扣除后，和對應(yīng)的磷含量進(jìn)行工作曲線的繪制。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制結(jié)果見表1。

表1 總磷測定的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

從表1 可看出，曲線回歸方程系數(shù)達(dá)到0.9998，可以作為阿勒泰地區(qū)總磷測定的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，從標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程中可看出，其截距以及相關(guān)系數(shù)均未出現(xiàn)明顯的差異性變化，符合總磷測定的質(zhì)量控制要求。

4.3 準(zhǔn)確度的分析結(jié)果

采用5 次樣本分析的方法，對采用鉬酸銨分光光度法測定的總磷準(zhǔn)確度進(jìn)行分析，分析的結(jié)果見表2。

表2 樣本總磷測定的準(zhǔn)確度分析結(jié)果

從表2 可看出，鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)總磷測定具有較好的準(zhǔn)確度，各樣本分析次數(shù)下測定的總磷含量在0.15 mg/L～20 mg/L 之間，按照水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的水質(zhì)類別，基本處于III 類水體的標(biāo)準(zhǔn)，從各樣本分析次數(shù)的平均可看出，其總磷測定的平均值為0.17 mg/L，相對誤差差異性較小，為1.32%，在國家水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的5%允許誤差要求范圍內(nèi)。

4.4 精密度的分析結(jié)果

在總磷測定的準(zhǔn)確度分析的基礎(chǔ)上，按照總磷測定的質(zhì)量控制要求，對其精密度進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表3。

表3 樣本總磷測定的精密度分析結(jié)果

精密度也是試驗室總磷測定質(zhì)量控制的一個重要指標(biāo)，而相對標(biāo)準(zhǔn)偏差是反映總磷測定質(zhì)量精密度的重要表征，從精密度分析結(jié)果可看出，采用盲樣分析方法下的總磷平均值在0.15 mg/L～0.18 mg/L 之間，盲樣A 和B 測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在1%以內(nèi)，符合總磷測定質(zhì)量控制要求的5%相對標(biāo)準(zhǔn)允許偏差的要求，表明鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)總磷測定具有較好的適用性。

5 結(jié)論

（1）鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)總磷測定的相對誤差為1.32%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.59%～0.62%之間，滿足準(zhǔn)確度和精密度的總磷測定質(zhì)量控制規(guī)范要求，適用于阿勒泰地區(qū)總磷測定分析。

（2）在進(jìn)行樣品消解時，可采用恒溫干燥箱替代壓力鍋進(jìn)行總磷測定樣品的消解，恒溫干燥箱操作簡單，且具有更好的穩(wěn)定性和溫控性能。