電爐消解法測定水中總磷

巢 駿，季燁鑫，樊 歡，殷 麗，王良文，陸勁松

（上海市崇明縣環(huán)境監(jiān)測站，上海202150）

1 引言

總磷是水體監(jiān)測的一個(gè)重要指標(biāo)［1］，對于水體中總磷的測定，國家標(biāo)準(zhǔn)是用鉬酸銨分光光度法［2］。根據(jù)《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》（GB 11893-89）中的規(guī)定［3］，鉬酸銨分光光度法測定總磷時(shí)，使用高壓蒸汽鍋進(jìn)行消解，鍋內(nèi)壓力達(dá)到0.11kg／cm2，相應(yīng)溫度120℃時(shí)，保持30min［4］。此法從樣品放入鍋內(nèi)到最后取出時(shí)間一般需要90min且操作麻煩［5］，有時(shí)還會造成空白吸光值大幅度偏高（筆者實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)出現(xiàn)空白吸光值最高達(dá)到0.080），給大批樣品和應(yīng)急監(jiān)測工作帶來了許多不便。

為提高消解效率、簡化操作，筆者用電爐消解代替高壓蒸汽鍋消解，考察了各項(xiàng)試驗(yàn)條件的最佳選擇，并在此基礎(chǔ)上繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得出工作檢出限，進(jìn)行水樣加標(biāo)試驗(yàn)。結(jié)果表明：用電爐消解操作簡便，節(jié)省時(shí)間，提高工作效率，同時(shí)也避免了空白吸光值偏高的情況。

2 試驗(yàn)方法

主要儀器包括 HACH COD加熱器，HACH DR5000分光光度計(jì)，HACH COD反應(yīng)管。

試劑包括過硫酸鉀溶液，50g／L；抗敗血酸溶液，100g／L；鉬酸鹽溶液，按GB11893-89配制；磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，2.00mg／L，由500mg／L磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋定容配制。

2.1 待測水樣的制備與消解

取8.0mL采集固定好的水樣于反應(yīng)管中，如水樣中含磷濃度較高，水樣體積可以減少取量，再定容到8.0mL。用蒸餾水代替待測水樣，配制空白試樣。向裝有待測水樣的反應(yīng)管中加0.8mL過硫酸鉀，將管蓋旋緊后，插入已經(jīng)升溫至150℃的HACH COD加熱器中，保持加熱30min后停止加熱，取出，放至室溫。

2.2 顯色

當(dāng)消解液溫度降至室溫（但不低于顯色溫度）時(shí)，分別向各份消解液中加入0.4mL抗敗血酸溶液混勻，30s后加入0.8mL鉬酸鹽溶液充分混勻。

2.3 分光光度測量

室溫下放置10min后，使用HACH DR5000分光光度計(jì)，在700nm波長下，以空白試樣做參比，測定吸光值，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得磷的含量。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

取7支潔凈的反應(yīng)管，分別加入0.00mL，0.40mL，0.80mL，1.20mL，2.00mL，4.00mL，6.00mL 磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，加蒸餾水至8.00mL，然后消解，顯色，測定吸光值，和對應(yīng)的磷的含量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得出對應(yīng)線性回歸方程為：y＝0.068 7x＋0.002，相關(guān)系數(shù)r＝0.999 9，該方法在總磷濃度0.08～1.20mg／L范圍內(nèi)線性比較穩(wěn)定和良好。

3 結(jié)果與討論

3.1 試驗(yàn)條件的選擇

3.1.1 過硫酸鉀用量和加熱時(shí)間

用正交試驗(yàn)考察了使用不同的過硫酸鉀用量和加熱時(shí)間對總磷控制樣品（濃度為1.31±0.05mg／L）消解程度的影響，表中數(shù)據(jù)是總磷控制樣品在使用不同的過硫酸鉀用量和加熱時(shí)間消解后，比色所測得的吸光值，見表1。

表1 正交試驗(yàn)

從表1中可以看出，過硫酸鉀用量0.8mL，加熱消解30～50min之間時(shí)，吸光值基本穩(wěn)定，因此在本試驗(yàn)中，選擇使用過硫酸鉀用量0.8mL，加熱消解時(shí)間為30min，既得到滿意的消解效果，又節(jié)省時(shí)間，而且過硫酸鉀量不應(yīng)過大，影響后面的顯色。

3.1.2 抗敗血酸溶液和鉬酸鹽溶液的用量

從多次試驗(yàn)中，總結(jié)發(fā)現(xiàn)使用0.4mL抗敗血酸溶液和0.8mL鉬酸鹽溶液，已經(jīng)適當(dāng)過量，滿足試驗(yàn)中的顯色要求。

3.2 方法檢出限的測定

根據(jù)HJ 168-2010標(biāo)準(zhǔn)，重復(fù)7次空白試驗(yàn)，將各測定結(jié)果換算為樣品中的濃度，濃度分別為0.002 29mg／L，0.002 23mg／L，0.000 398mg／L，0.000 974mg／L，0.000 990mg／L，0.001 79mg／L，0.000 431mg／L，計(jì)算7次平行測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差S＝0.001 90，按公式MDL＝t（n-1，0.99）×S計(jì)算，當(dāng)自由度為6，置信度為99%時(shí)，t＝3.143，計(jì)算方法檢出限是0.006mg／L。

3.3 精密度

用該方法對2.00mg／L和7.00mg／L磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測定5次，精密度試驗(yàn)結(jié)果見表2，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為0.06%和0.04%，說明精密度良好。

表2 精密度試驗(yàn)結(jié)果（n＝5）

3.4 加標(biāo)回收試驗(yàn)

在某些廢水樣品中加入一定量的磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液，使加標(biāo)量分別為1.00μg和5.00μg，見表3，回收率為97.8%～103%。

3.5 實(shí)際水樣測定

隨機(jī)抽取4個(gè)地表水和4個(gè)廢水，做鉬酸銨法和電爐消解法的測定實(shí)際水樣總磷濃度的對比，見表4。

表3 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

表4 鉬酸銨法和電爐消解法的實(shí)際水樣測定對比

采用T檢驗(yàn)法檢驗(yàn)兩種方法，可得出t＝2.033，給定a＝0.05，由t表查得t0.05（7）＝2.36，｜t｜＝2.033＜2.36，即兩種方法測定結(jié)果之間無顯著差異。

過硫酸鉀使用量不能過少，不過導(dǎo)致消解不完全，對應(yīng)的吸光值偏低，但同時(shí)也不能太過量，太過量同樣會造成吸光值大幅度降低，可能是由于過量的過硫酸鉀氧化了后來添加的抗敗血酸，使抗敗血酸失去了還原能力，使藍(lán)色絡(luò)合物不能生成。

一定要注意消解管的氣密性，管蓋一定要旋緊，否則樣品蒸發(fā)，體積減少，使吸光值偏高，影響測定。最好將氣密性好的反應(yīng)管和管蓋編號，固定搭配使用。

4 結(jié)語

電爐加熱消解法測定總磷，消解過程只需30min，節(jié)省時(shí)間，使用HACH分光光度計(jì)比色，步驟簡單，該方法的精密度和準(zhǔn)確度也均良好，可以適用于地表水和廢水中的總磷測定。

［1］張豐如，吳馥萍，梁奇峰.水體中總磷測定的影響因素研究［J］.分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，22（3）：361～362.

［2］雷立改，馬曉珍，魏福祥，等.水中總氮、總磷測定方法的研究進(jìn)展［J］.河北工業(yè)科技，2011，28（1）：72～76.

［3］中國標(biāo)準(zhǔn)出版社第二編輯室.水質(zhì)分析方法國家標(biāo)準(zhǔn)匯編［M］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1999.

［4］國家環(huán)境保護(hù)總局水和廢水監(jiān)測分析方法編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法（第四版增補(bǔ)版）［M］.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

［5］武蘊(yùn)華，李曉蓮.水中總磷測定時(shí)水樣預(yù)處理方法改進(jìn)［J］.凈水技術(shù)，2005，24（2）：77～78.