測定地表水中總磷時去除濁度的方法比較

朱昕怡

（江蘇省蘇州環(huán)境監(jiān)測中心，江蘇 蘇州 215000）

1 背景

磷是生物生長的必需元素之一。但水體中的磷含量過高（如超過0.2 mg/L），可造成藻類過度繁殖，直到數(shù)量達(dá)到有害程度（稱為富營養(yǎng)化），造成湖泊、河流透明度降低，水質(zhì)變壞[1]。測定水中的總磷含量是衡量水質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一。水中總磷的測定是在試樣中加入過量的過硫酸鉀溶液，經(jīng)高溫高壓消解，將水體中各種形態(tài)的磷（溶解態(tài)磷、有機(jī)磷、無機(jī)磷）全部氧化為正磷酸鹽的測定結(jié)果。目前，水中總磷的測定已成為各監(jiān)測站評價地表水水質(zhì)情況的常規(guī)五項監(jiān)測指標(biāo)之一，能準(zhǔn)確而高效地測定水中總磷的含量，是各環(huán)境監(jiān)測中心提高工作效率的重要目標(biāo)[2]。

2 實驗部分

2.1 主要儀器

紫外可見分光光度計（型號Agilent Cary 60）、湘儀高速離心機(jī)（型號TDZ5_WS）、立式壓力蒸汽滅菌器（型號Yamato SN510C）、50 mL螺口比色管、雙圈定性濾紙（中速）、30 mm玻璃比色皿、100 mL離心管。

2.2 主要試劑

本實驗分析時均使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的分析純化學(xué)試劑。實驗用水為新鮮制備、電導(dǎo)率小于0.5 μS/cm（25 ℃）的去離子水。

硫酸（H2SO4），密度為1.84 g/mL（市售）。

硫酸（H2SO4），1+1。

過硫酸鉀，50 g/L溶液：將50 g過硫酸鉀（K2S2O8）溶解于水，并稀釋至1 L。

抗壞血酸，100 g/L溶液：溶解25 g抗壞血酸（C6H8O6）于水中，并稀釋至250 mL。

鉬酸鹽溶液：溶解13 g鉬酸銨于100 mL水中。溶解0.35 g酒石酸銻鉀于100 mL水中。在不斷攪拌下把鉬酸銨溶液徐徐加到300 mL硫酸（1+1）中，加酒石酸銻鉀溶液并且混合均勻。

濁度—色度補(bǔ)償液：混合兩個體積硫酸（1+1）和一個體積抗壞血酸溶液，使用當(dāng)天配制。

市售總磷單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL）GSB 04-1741-2004（b）。

總磷標(biāo)準(zhǔn)使用液：將市售總磷標(biāo)準(zhǔn)使用液稀釋成濃度為2.00 mg/L的濃度，臨用現(xiàn)配。

2.3 實驗步驟

本實驗水樣取自蘇州環(huán)境監(jiān)測中心布設(shè)的水質(zhì)采樣點，共采5瓶不同水樣，標(biāo)號1、2、3、4、5。

2.3.1 工作曲線的繪制

取7支50 mL螺口比色管為一組，分別加入臨用現(xiàn)配的總磷標(biāo)準(zhǔn)使用液（2.00 mg/L）0.00、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0 mL。加水稀釋至25 mL。將該組比色管放入立式壓力蒸汽滅菌器（型號Yamato SN510C）消解，待消解完畢，冷卻至室溫，以去離子水做參比，測定吸光度。實驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 實驗數(shù)據(jù)

2.3.2 樣品測試

濁度－色度補(bǔ)償法：將5瓶不同水樣每瓶各取三份25 mL相同的水樣，每份水樣加入4 mL過硫酸鉀溶液至高壓容器消解，一份水樣消解后定容至50 mL刻度線，加1 mL抗壞血酸溶液、2 mL鉬酸銨溶液顯色比色，另一份平行水樣消解后加入3 mL濁度色度補(bǔ)償液，第三份水樣同步做加標(biāo)試驗，每瓶水樣加入2 mL濃度為2.00 mg/L的總磷標(biāo)準(zhǔn)使用液后消解、定容、加入顯色液，將三組水樣分別于700 nm波長下測定吸光度，最終吸光度A0等于實樣吸光度減去濁度補(bǔ)償液吸光度計算所得。并通過加標(biāo)回收試驗，計算出5瓶水樣的加標(biāo)回收率，查看試驗準(zhǔn)確度。

過濾法：將5瓶不同水樣每瓶取兩份25 mL的水樣，加入4 mL過硫酸鉀溶液至高壓滅菌容器消解，其中一份水樣做加標(biāo)回收率測定實驗。兩份水樣均用中速濾紙將消解液濾入50 mL的比色管中，定容至刻度線，加入1 mL抗壞血酸和2 mL鉬酸鹽溶液，等待15分鐘充分顯色完畢，于700 nm波長下測定吸光度A0。

離心法：將5瓶不同水樣每瓶各取兩份25 mL相同的水樣，加入4 mL過硫酸鉀溶液至高壓滅菌容器消解，其中一份用作測定加標(biāo)回收率。將消解后的水樣定容至50 mL刻度線，加入1 mL抗壞血酸溶液、2 mL鉬酸銨溶液顯色15 min，將完全顯色后的溶液全部轉(zhuǎn)移至100 mL離心管中，設(shè)置離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3 500 r/ min，離心10 min，用上清液測定樣品吸光度A0。

三種預(yù)處理方法均選擇同一只濃度的明碼標(biāo)樣同步實驗，以便比較三種方法的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，且每種方法均做兩只空白水樣實驗，空白水樣吸光度計算時取均值，通過已知濃度的標(biāo)樣及5瓶水的加標(biāo)實驗，可以確定實驗中的精密度和準(zhǔn)確度。進(jìn)行比較后，結(jié)果如表A、表B。

表A 三種不同去除濁度的方法的精密度比較

表B 三種不同去除濁度的方法的加標(biāo)回收率比較

3 結(jié)論

通過實驗分析三種去除總磷濁度干擾的方法的數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，三種前處理方法均能滿足實驗室質(zhì)量控制要求，三種分析方法測定結(jié)果基本一致。相比而言，濁度－色度補(bǔ)償法同一支水樣要取兩次作對比分析，操作過程較為繁瑣，會導(dǎo)致樣品數(shù)量翻倍、試劑損耗較大、工作量及成本增加；過濾法本身易于操作，但濾紙過濾較慢，且易被污染、不排除實驗過程中水樣浸濕濾紙的損耗、較為費時；對比以上兩種預(yù)處理方式，離心法操作簡便，省時省力，面對各監(jiān)測站樣品數(shù)量巨大的情況下，能夠提升工作效率，在日常分析中具有相對的優(yōu)勢。然而，在日常測定中，水體不僅存在濁度干擾的情況，同時也可能有色度的影響，尤其是各種廢水樣品，經(jīng)消解后，因有其他金屬類物質(zhì)存在（如砷、鉻等），色度對總磷分析結(jié)果影響較大，因此在此種情況下還是需要通過濁度－色度補(bǔ)償法來排除色度等干擾。