探究地表水總磷測定與濁度干擾去除的方法

屠高琪

摘 要：地表水總磷測定屬于水質監測的重要參數，但實際地表水總磷測定期間會因為水體渾濁度影響到實際檢測結果，致使檢測結果出現偏差。為保證地表水總磷測定結果的可靠性，需要去除濁度干擾，對此，該文主要分析地表水總磷測定與濁度干擾去除方法，結合項目案例，從監測指標、總磷測定方案、濁度去除實驗及操作要點、統計方法與結果分析等方面予以分析，保證了地表水總磷測定的準確性與可靠性。

關鍵詞：地表水;總磷測定;濁度干擾;去除方法

中圖分類號： X703 文獻標志碼：A

水體中的藻類植物生長需要磷，水體中磷含量過高可引起海灣赤潮、水體惡臭、湖泊富營養化等問題。通過對地表水總磷測定，可反映出水體營養化污染程度[1]。總磷測定會受到水體渾濁度影響，應去除濁度干擾，本研究結合實例對地表水總磷測定與濁度干擾去除方法予以分析。

1 項目概況

針對某地橋斷面地表水總磷測定進行研究。地表水總磷測定參照中國環境監測總站制定的《地表水總磷現場前處理技術規定（施行）》，測定完成后需進行采樣區域水樣的原水濁度測試，如果水體濁度超過500 NTU，獲取的水樣還需要離心機離心處理，離心時間2 min，離心速度2 000 r/min [2]。

2 主要監測指標

地表水環境監測以及質量評價過程中有較多的監測項目，涉及pH、溶解氧、化學需氧量、高錳酸鹽指數、氨氮和總磷等。不同地區根據實際情況還需結合可能污染物進行指標調整，例如重金屬指標檢測方面可包括鉛、砷等。

水體中的磷有多種存在形式，比如焦磷酸鹽、縮合磷酸鹽、有機團結合磷酸鹽等。考慮到該項目中存在磷污染問題，因而重點對總磷結果予以測定。

3 總磷測定方案

確定采樣點采集水樣，隨后立即將樣本運至實驗室，為保證水樣在運輸中的穩定性，可在水樣中加入鹽酸或硫酸等，調整水樣pH值≤2。《地表水和污水監測技術規范（HJ/T 91—2002）》中指出在采集水樣中加入酸性物質，測定時間可延長至采集后24 h內。

《水質總磷的測定鉬酸銨分光光度法（GB 11893—89）》要求水樣在經過硫酸調節pH保存后，樣品檢測前需要對pH予以調節，使其達到中性程度。地表水中的泥沙量會影響總磷測定結果，因而采樣完成后需對樣品沉降時間予以控制。樣品經過加酸保存且在24 h內測定，不調節樣品pH至中性與調節樣品pH到中性對應的總磷測定結果較接近，所以加酸保存樣品如果在24 h內測定總磷，不需要將pH調節到中性，減少試驗操作，降低誤差。因地表水中泥沙會吸附總磷，影響到測定結果，樣品保存后最好在24 h內完成分析，這樣可避免水樣中泥沙含量較多對總體測定結果的影響[3]。

考慮到水樣總磷測定中，測定結果會受到濁度干擾，除了常規水樣總磷測定外，應通過補償法、離心法予以分析，消除濁度對總磷測定結果的影響，保證測定結果滿足《環境水質監測質量保證手冊》中的各類要求。

4 濁度去除實驗及操作要點

4.1 實驗原理

在地表水總磷測定中，國標中給出的方法是鉬酸銨分光光度法，該方法應用原理如下：在高溫、高壓條件下，通過過硫酸鉀在中性條件下消解試樣，經過氧化反應，實現水樣中所有磷向正磷酸鹽的轉化，在酸性條件下，正磷酸鹽、鉬酸銨之間產生化學反應，鉬鹽存在情況下生成磷鉬雜多酸后，可快速被抗壞血酸還原，最終形成藍色的絡合物。

正磷酸與鉬酸銨的反應式為：

24（NH4）2MoO4+2H3PO4+21H2SO4→2（NH4）3PO4·12MoO3+21（NH4）2SO4+24H2O

鉬雜多酸別抗壞血酸還原為鉬藍的反應式：

（NH4）3PO4·12MoO3→（MO2O5·4MoO3）2·H3PO4

鉬酸銨分光光度法在地表水中的總磷含量測定方面使用較多，其操作簡便，不過總磷測定中需要將所有形態的磷轉化為正磷酸鹽，在水質復雜的情況下，磷同時有多種存在形態，容易因操作不當影響磷的回收率。如果磷的回收率較低，則測定總磷只是其中部分，引起總磷測定結果偏低，顯色反應也會受到影響[4]。

4.2 儀器與試劑

儀器包括：便攜式濁度計S-865、分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）、離心機、50 mL具塞磨口刻度管、1 kg/cm2～ 1.5 kg/cm2手提式高壓蒸氣消毒器。

相關試劑;鉬酸鹽溶液、5%過硫酸鉀、10%抗壞血酸、2 μg/mL磷標準使用液 （臨用現配）。濁度-色度補償液的制備：將2體積（1+1）硫酸與1體積 10% （ m/V） 抗壞血酸混合，檢測當天完成該溶液的配制。

4.3 補償法

整個補償法包括以下3點。1）消解，按平行實驗要求，選擇2份樣品及試劑空白樣，均為25 mL，取樣時需要水樣自然沉降達到30 min，單獨將未沉淀的水樣轉移，減少干擾，保證水樣充分搖勻。水樣需要分別通過4 mL過硫酸鉀予以消解，取出后靜置使其降溫變冷后定容到標線位置。標準溶液、試劑空白同樣需要實施消解操作。具體消解操作可參照標準處理方法，國標中要求消解時間需要達到30 min，不過有文獻報道認為10 min就可以實現完全消解。2）發色，如果水樣消解后出現色度或濁度，此時顯色效果會受到影響，需要做好校正。發色操作要求向1 mL抗壞血酸中加入一樣品，30 s后加入2 mL鉬酸鹽溶液，保證不同物質的有效融合，室溫條件下顯色，時間為15 min，將試劑空白作為參照，通過試料吸光度完成吸光度的測定，同時對空白試驗組吸光度予以測定;樣品顯色后需要及時完成吸光度的測定，不同溫度條件下顯色時間有差異，如15℃時顯色可持續30 min，而在室溫達到30℃時，顯色持續時間會縮短到20 min，室內的環境溫度需要控制在10℃～40℃，盡可能在顯色后及時測定，有效控制比色時間。3）濁度校正，將3 mL補償液加入到另一樣品中，不用加抗壞血酸以及鉬酸鹽溶液，然后完成吸光度的測定，即空白試料吸光度，用試料吸光度依次減去空白試料吸光度、空白試驗吸光度，通過工作曲線繪制并得到樣品總磷濃度。

空白試樣進行濁度補償試驗期間，各項操作同樣品操作流程以及時間需要保持同步性，只是空白試樣不同加入抗坯血酸和鉬酸鹽。

4.4 離心法

按標準方法操作，消解處理樣品，然后常規稀釋至對應標線，顯色時間為15 min，之后在50 mL離心試管中倒入顯色溶液，蓋好塞子，按照 3 500 r/min轉速予以離心處理，離心時間為10 min，離心完成后將上清液取出并測定吸光度，波長為700 nm，測定吸光度后將空白吸光度扣除，根據工作曲線得到水樣的總磷濃度。需要注意的是離心法雖然能夠去除濁度干擾，不過對于色度干擾的水樣檢測，該方法會影響實際結果，需要選擇補償法予以測定。

5 統計方法與結果分析

5.1 確度試驗

根據取樣點，在原有取樣點周邊選擇6個平行樣品，將樣品分別加入到磷標準溶液中，濃度為2 μg/mL，然后通過補償法和離心法進行試驗分析，計算加標回收率。

5.2 數據分析

確度試驗分析數據見表1，根據表1中的數據與分析，結果顯示補償法及離心法加標回收率、相對標準偏差分別達到 92.6%～102.2%、2.3% 、93.6% ～101.1%、1.8% ，均符合水質監測實驗室質量控制指標要求。

6 結論

通過試驗分析方法對地表水總磷測定與濁度干擾去除中補償法與離心法的實際應用效果予以研究，根據數據分析，不管是離心法還是補償法其最終檢測結果均符合實驗室質控要求，能夠保證總磷檢測結果的可靠性，不過從試驗操作過程分析，補償法操作所需要的樣品量較多，需要重復操作的內容也較多，無形中會增大工作量，延長檢測所需時間。離心法的操作相對簡單，能夠較少相關操作，保證檢測結果出速度更快，可作為首選的濁度干擾去除方法。

參考文獻

[1]林舒.水中總磷測定各影響因素的探討及方法優化[J].中國無機分析化學，2019，9（6）：1-5.

[2]黃芳茹.地表水水質監測總磷的前處理比對研究[J].海峽科學，2019（12）：13-15.

[3]樊勇.淺談地表水總磷測定過程中去除濁度干擾方法[J].化工管理，2019（15）：59-60.

[4]鄭璇，李莉，楊利利，等.鉬酸銨分光光度法測定地表水總磷含量的樣品采集與預處理[J].化學分析計量，2019，28（1）：103-105.