影響河湖水體總磷測定方法的分析探討

楊麗仙 林奕 鄧珊珊 楊霂

摘要 總磷是評價水質污染狀況的重要指標之一，可反映水體受污染程度和富營養化程度。河湖水體易含有泥沙和藻類聚集，影響總磷的測定。本文通過分析不同自然沉降時間、不同離心處理時間、不同過濾次數對水體濁度和總磷測定值的影響，發現河湖水體的濁度和總磷含量存在正相關性。提出基于不同的水樣和測定目的，應有針對性地選擇總磷前處理方法，同時比較使用過硫酸鉀消解、高氯酸消解、硫酸-硝酸消解3種消解方法對水體總磷測定的影響，分析各消解方法的優劣性，以提高樣品測定的精密度和準確度。

關鍵詞 河湖水體;總磷;濁度;前處理;消解

中圖分類號：S143.2

文獻標識碼：B

文章編號：2095-3305（2021）02-159-02

在天然水體和廢水中，磷幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在。總磷就是水樣經消解后各種形態的磷轉變為正磷酸鹽后測定的結果。不同水體磷元素含量不同，撫仙溯水體清澈且浮游植物較少，水體總磷平均質量濃度為0.01mgL，黃河水體不同河段顆粒物含量不同，總磷的濃度也存在差異，長江中下游部分地區浮游植物較多，水體總磷的濃度也受影響較大，如武山湖、巢湖等湖泊春夏季水體總磷濃度平均值為0.2mgL。由于水體中顆粒物和浮游植物的含量對總磷濃度測定具有明顯影響，本文將探究用不同的前處理方法和消解方法來測定總磷含量，以提高檢測準確度和精密度，為實驗分析提供參考借鑒。

1實驗部分

1.1儀器和試劑

儀器有V-1800可見光分光光度

計、2100N臺式濁度儀、手提式壓力蒸

汽滅菌鍋DSX-280A、50mL具塞比色管、移液管、濾紙、錐形瓶、電熱板。試劑有：過硫酸鉀、鉬酸銨、濃硫酸、硝酸、高氯酸、NaOH、抗壞血酸、酒石酸銻鉀。

1.2實驗方法

1.2.1樣品采集、處理分別取2020年10月、11月的采測分離多泥沙水樣和星云湖水樣進行分析，實驗采用自然沉降、離心處理、過濾3種方法對水樣進行前處理。這3種方法的水樣均須充分混勻，前2種方法主要適用于泥沙含量多、藻類很少的水樣;第3種方法適用于泥沙含量少，但藻類聚集的水樣。自然沉降時間分別為0.5、1、2、4、6、810、12h;離心處理時間為1、2、3、4、5、6min;過濾采用63pm的過濾篩（網）過濾1次和濾膜過濾1～2次。自然沉降和離心處理后，分別吸取上清液充分搖勻測定濁度和總磷濃度，取其過濾后的溶液來測定。

1.2.2樣品的消解在中性條件下用過硫酸鉀溶液消解試樣，將所含磷全部氧化為正磷酸鹽，在酸性介質中，正磷酸鹽與鉬酸銨反應，生成磷鉬雜多酸后，立即被抗壞血酸還原，生成藍色的絡合物。本實驗采用3種不同的消解方法對水樣進行消解，比對數據的差異性。所用的水樣統一比照環境保護部批號為203979的標準樣品，具體操作過程見表1。

1.2.3工作曲線繪制分別用移液管移取0.00、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00mL總磷標準使用液于50mL具塞比色管中，用實驗用水定容至25mL，加入4mL過硫酸鉀溶液消解并保持30min，取出冷卻后加水定容至刻度。再分別加入1.0mL抗壞血酸和2.0mL鉬酸銨溶液，顯色15min后，以水做參比，由低濃度到高濃度依次測定其吸光度，并以總磷含量（ルg）為橫坐標，扣除空白試驗的吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。

1.2.4樣品的測定分別將處理后的水樣取25mL于50mL具塞比色管中，同時取25mL蒸餾水做空白試驗，其余操作步驟與繪制標準曲線相同，樣品測量結束后根據標準曲線和空白試驗吸光度計算總磷含量。

2結果分析

2.1不同自然沉降時間和離心時間濁度、總磷的含量

2.1.1自然沉降2個采測分離多泥沙水樣不同自然沉降時間濁度和總磷的測定值見表2。

2.1.2離心處理2個采測分離多泥沙水樣不同離心時間濁度和總磷測定值見表3。

隨著樣品自然沉降時間和離心時間的增加，泥沙沉降量増大，上層非沉降部分的泥沙量降低，樣品的濁度和總磷的測定值均有所下降，且呈現正相關。自然沉降12h后與離心處理5min后水樣的濁度和總磷測定值基本樣。對比自然沉降和離心處理的兩個水樣，可以看出自然沉降2h的水樣總磷測定值相當于離心處理2min的測定值;自然沉降6h的水樣相當于離心處理3min的測定值;自然沉降12h的水樣相當于離心處理5～6min的測定值。

2.2不同過濾次數總磷的含量

取4個星云湖水樣分別過濾3次后測量發現，現場過濾1次4個水樣濃度均是0.22mgL，比原水測量低006mg/L，實驗室過濾1～2次，濃度幾乎保持不變。

2.3不同消解方法總磷的含量使用質控樣品（編號：203979;濃度：0.804±0.029mgL），按3種消解方法的實驗操作步驟進行消解，同時做不消解對比實驗，每種消解方法進行5次平行測定，測定結果見表4。

實驗結果表明，質控樣消解與不消解總磷測定值差異較大，不消解測定值嚴重偏低。通過3種消解方法測定的5組總磷值均在質控樣保證值范圍內，符合實驗室質量控制要求。同時對比工作曲線，幾種處理方法所得工作曲線吸光度值波動不大，最大誤差不超過5%，屬于正常的系統誤差，曲線的斜率和截距也無顯著性差異，標準曲線相關性較好。

3結論和建議

通過實驗分析，水體中泥沙含量與水樣濁度呈正相關，水樣濁度直接影響總磷測定值。為準確分析水體總磷含量，尤其是河湖水體的總磷含量，須在采集水樣時做好前處理工作，嚴格按照總磷的采集方法進行采樣門。采集后的水樣須做3次原水濁度測試，取其中位值.對原水濁度《500NIU的水樣自然沉降0.5～1h后取其上清液;對原水濁度≥500NIU的水樣離心處理2mim后取其上清液;對于藻類聚集的水樣用63pm的過濾篩（網）過濾1～2次后取其過濾液。實驗分析時再進行濁度色度補償分析。

針對3種不同的消解方法，雖然工作曲線線性相關性較好，樣品消解完全，系統誤差小，質控樣的測定結果也符合實驗室質控要求，但高氯酸消解和硫酸-硝酸消解易發生安全隱患。鑒于過硫酸鉀消解試劑用量小，操作簡便，成本低，安全性能好，準確度高的優點，可主要應用于水體總磷的測定中。

參考文獻

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責任編輯：黃艷飛