總磷測定中消解問題的研究

魯蘊甜，鄧 靖，楊 穎，于治森，王 淼

(重慶市九龍坡區生態環境監測站，重慶 400129)

1 引言

目前常用的總磷測定方法是鉬酸銨分光光度法(GB11893-89)[1]，在中性條件下用過硫酸鉀(或硝酸-高氯酸)做試樣小組，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，在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后，立即被抗壞血酸還原，生成藍色絡合物，在700 nm波長下測定其吸光度，即可測定水中總磷的含量。

2 實驗部分

2.1 設備和試劑

(1)設備：手提式壓力蒸汽滅菌器；多通量微波消解萃取儀；恒溫干燥箱；電熱恒溫鼓風干燥箱；紫外可見分光光度計。

(2)試劑： 過硫酸鉀，50 g/L溶液; 抗壞血酸，100 g/L溶液，貯于棕色試劑瓶中，在冷處可穩定幾周，如不變色可長時間使用; 磷標準使用液，2.0 μg / mL;鉬酸銨; 酒石酸銻鉀; 硫酸。

3 消解方法

取50 mL磨口帶塞刻度管7支，依次加入0 μg、1 μg、2 μg、6 μg、10 μg、20 μg 和30 μg標準磷溶液，另取50 mL磨口帶塞刻度管3支加入標準樣品(總磷濃度0.157±0.008 mg/L)，加水稀釋至刻度，于比色管內加入4 mL 過硫酸鉀溶液。

3.1 過硫酸鉀-手提式壓力蒸汽滅菌器加熱消解(國標法)

上述比色管的蓋塞緊后，用一小塊布和線將玻璃塞扎緊，放入大燒杯中置于手提式壓力蒸汽滅菌器中加熱，待壓力達到1.1 kg/cm2，相應溫度為120 ℃時，保持30 min后停止加熱，待壓力表讀數降至零后，取出放冷，定容至標線。

3.2 過硫酸鉀-微波加熱消解

取25 mL樣品和4 mL過硫酸鉀于消解罐中，加蓋密封后置于微波消解儀中消解，冷卻至室溫后，移入50 mL的比色管中，定容至標線，搖勻。

3.3 過硫酸鉀-恒溫干燥箱消解

將比色管的蓋塞緊后，放入大燒杯中再放入電熱恒溫干燥箱中，在120 ℃下消解30 min，等干燥箱溫度下降到與室溫相同時，取出比色管，定容至標線。

分別向各份消解液中加入1 mL抗壞血酸溶液混勻，30 s后加2 mL鉬酸鹽溶液充分混勻，室溫下放置15 min后，使用光程為30 mm比色皿，在700 nm波長下，以水做參比，測定吸光度。測定結果見表1。

表1 三種消解方法的測定結果

由表1的測定結果可知，3種消解方法相關系數都能滿足要求，但截距存在一定差距，測定結果在準確度和精密度方面都能滿足實驗室對總磷的質控要求。在結果的準確性上3種消解方法都可以選擇，3種方法的優缺點分別是：國標法需要紗布和繩子對比色管進行扎緊，過程較繁瑣，消解時間較長，但消解效果穩定，曲線相關系數最好。對于資質認定只認證了國標法的檢驗檢測機構，對社會出具有法律效力的檢測結果時只能用該方法進行消解。微波加熱消解法試驗耗時短[2]，但缺點在于一臺微波消解儀一次最多只能同時消解8個樣品，樣品數量較多時只能分兩批甚至更多批次進行，不適用于樣品較多的實驗室。恒溫干燥箱消解法消解時間也較長，優點在于消解過程較簡單，不需要對樣品進行包扎，干燥箱空間較大，易于操作[3],可以一次處理較多樣品，可大大縮短工作時間。

4 不同消解條件對吸光度影響實驗

水樣取自大溪河彎河嘴斷面,分別采集3份瞬時水樣，分別存于2～5 ℃冰箱冷藏，于采樣當天通過3.1實驗選擇過硫酸鉀-國標法作為消解方法，在該方法下設定不同消解時間、消解壓力、消解溫度，按照上述方法測定其總磷含量，并分析結果。

4.1 消解時間對吸光度影響

由表2和圖1可見，消解開始的30 min前，水樣的吸光度隨著消解時間的增加而升高，表示水樣中正磷酸鹽的轉化率在上升,消解開始后30～35 min，吸光度仍略有上升，但變化不大, 也就是說不是消解時間越長就越好，因此, 綜合考慮消解效果和節約時間，確定最佳消解時間為30～35 min。

表2 消解時間對吸光度的影響

圖1 消解時間對吸光度的影響

4.2 消解壓力對吸光度影響實驗

由表3和圖2可見，吸光度隨壓力的升高而變高, 表示水樣中正磷酸鹽的轉化率也在上升，在0.11～0.12 MPa之間，吸光度值趨于穩定，因此, 最佳消解壓力不能小于0.11 MPa，在0.11～0.12 MPa為佳。

表3 消解壓力對吸光度的影響

圖2 消解壓力對吸光度的影響

4.3 消解壓力對吸光度影響實驗

由表4和圖3可看出，水樣吸光度隨消解溫度升高而升高，當消解溫度高于120 ℃以后吸光度有下降趨勢，由此可見，最佳消解溫度應控制在115～120 ℃，最好不超過120 ℃。在消解過程中，應關注壓力表的檢定及國內溫度的校準，避免消解過程對水中總磷的測定結果產生影響[4]。

表4 消解溫度對吸光度的影響

圖3 消解溫度對吸光度的影響

5 結論

國標法、恒溫干燥箱法和微波消解法，都適用于水中總磷的前處理，3種方法各有其優缺點，在實際工作中可以根據實際需要進行選擇。利用國標法前處理總磷的最佳條件是：消解時間為30～35 min；消解壓力不能小于0.11 MPa，在0.11～0.12 MPa為佳；消解溫度不能超過120 ℃，控制在115～120 ℃。