鉬酸鹽光度法測(cè)定水質(zhì)中總磷過程中色度濁度的校正方法比較

劉 宏，秦 青，萬 旭，姚 歡

(1.四川省環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，成都 610091；2.四川師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，成都 610066)

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· 環(huán)境監(jiān)測(cè) ·

鉬酸鹽光度法測(cè)定水質(zhì)中總磷過程中色度濁度的校正方法比較

劉 宏1，秦 青1，萬 旭1，姚 歡2

(1.四川省環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，成都 610091；2.四川師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，成都 610066)

鉬酸鹽光度法在對(duì)水質(zhì)中總磷測(cè)定過程中，可能存在色度濁度的干擾問題，對(duì)光度法的測(cè)定有一定的影響。對(duì)常見的幾種色度濁度去除方法做了試驗(yàn)對(duì)比，并對(duì)每種去除干擾的方法給出一定的應(yīng)用范圍。

鉬酸鹽光度法；總磷；濁度；校正方法

總磷系指溶解和懸浮于水中的各種形態(tài)的磷酸鹽包括溶解的、顆粒的、有機(jī)磷和無機(jī)磷。在天然水和廢水中，磷幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在，分為正磷酸鹽、縮合磷酸鹽和有機(jī)結(jié)合的磷，它們存在于溶液、腐殖質(zhì)粒子或水生生物中。由于泥沙中吸附大量的有機(jī)磷、無機(jī)磷，泥沙含量高低直接影響地表水總磷的測(cè)定結(jié)果。泥沙受重力作用自然沉降，不同沉降時(shí)間后取樣，泥沙含量不同，都可能導(dǎo)致分析結(jié)果不同。

在已發(fā)表的文獻(xiàn)中，對(duì)水質(zhì)中總磷的測(cè)定研究多集中在對(duì)總磷消解方法的探討，如用微波消解法、紫外消解法、烘箱消解法、石墨消解法等，但對(duì)鉬酸鹽光度法測(cè)定總磷試樣消解過程中遇到的渾濁、色度如何處理研究并不多；可供選擇的解決方法可行性研究也不夠，如在國(guó)標(biāo)GB11893-89中提到用補(bǔ)償法可去除干擾，但并未對(duì)消解液的類型加以詳細(xì)說明，也沒做加標(biāo)回收驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)等[1～3]；在一些文獻(xiàn)中提到用過濾法可去除色度濁度的干擾，過濾法在一定程度上是能去掉濁度的干擾，但是存在吸附的問題，造成回收率偏低[4]。本文就鉬酸鹽光度法測(cè)定總磷過程中去除色度濁度干擾的幾種校正方法做了詳細(xì)的試驗(yàn)對(duì)比，并對(duì)每一種處理方法都給了一定的適用范圍。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

主要儀器：離心機(jī)(TDL-40B)，上海安亭科學(xué)儀器廠;分光光度計(jì)(T6)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；滅菌蒸汽壓力鍋(YX-280D)，合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司。

主要試劑：過硫酸鉀(優(yōu)級(jí)純)，成都市科龍化工試劑廠；鉬酸銨(分析純)，成都市科龍化工試劑廠；濃硫酸(優(yōu)級(jí)純)，成都市科龍化工試劑廠；抗壞血酸(分析純)，成都市科龍化工試劑廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

在酸性條件下，將水樣用5%過硫酸鉀消解成正磷酸鹽，正磷酸鹽再與鉬酸銨、酒石酸銻氧鉀反應(yīng)，生成磷鉬雜多酸，被還原劑抗壞血酸還原，生成藍(lán)色絡(luò)合物磷鉬藍(lán)，于波長(zhǎng)700 nrn比色測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 補(bǔ)償法

在國(guó)標(biāo)GB11893-89中提到總磷測(cè)定時(shí)色度、濁度的校正方法，即取相同2份樣品消解，其中1份消解液定容后直接顯色測(cè)定，另1份定容后加入3mL濁度-色度補(bǔ)償液，分別測(cè)定吸光度。從水樣的吸光度減去校正吸光度。

針對(duì)某印染廢水，采用國(guó)標(biāo)GB11893-89中的前處理方法硝酸-高氯酸消解后樣品呈黃色清澈狀，分別按照國(guó)標(biāo)GB11893-89方法直接顯色測(cè)定、補(bǔ)償法校正測(cè)定和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定，結(jié)果如表1。

表1 消解后澄清樣品測(cè)定結(jié)果Tab.1 Determination results of the clarified samples after digestion(mg/L)

可見，針對(duì)消解后狀態(tài)呈有色清澈狀的樣品，直接顯色測(cè)定誤差較大，回收率低，是溶液自身顏色的干擾。比較適合的方法是補(bǔ)償校正法和光譜法測(cè)定，但補(bǔ)償法存在工作量大的缺點(diǎn)。

該方法能較好的校正色度干擾，但對(duì)消解后仍呈渾濁狀微細(xì)顆粒物的樣品，濁度校正效果不能準(zhǔn)確定量。原因是針對(duì)消解后仍然呈渾濁狀的樣品，樣品不可能完全混勻，所取的兩份樣品渾濁度也不可能完全一致，且在測(cè)定過程中還存在固體沉降過程，所以不易準(zhǔn)確測(cè)定。

針對(duì)泥沙較大、消解后仍然呈渾濁狀態(tài)的水樣，按照國(guó)標(biāo)GB11893-89方法直接顯色測(cè)定、補(bǔ)償法校正測(cè)定、樣品靜置后取上清液用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定，結(jié)果如表2。

表2 消解后呈渾濁狀的樣品測(cè)定結(jié)果Tab.2 The results of the determination of the turbid samples after digestion(mg/L)

結(jié)果表明：對(duì)消解后仍呈渾濁狀的樣品，直接顯色法的測(cè)定值和和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都較大，原因是濁度的干擾。補(bǔ)償法測(cè)定值精度差，且在測(cè)定過程中一直有懸濁液的沉降。光譜法測(cè)定值偏低，原因是測(cè)定的是上清液，不能代表樣品的實(shí)際濃度。顯然，對(duì)消解后仍呈渾濁狀的樣品，以上測(cè)定方法都不適合。

針對(duì)某渾濁樣品，通過添加高、中、低不同濃度的磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液來模擬實(shí)際樣品，考察濁度對(duì)高、中、低不同磷濃度樣品的影響程度。

表3 濁度對(duì)不同磷濃度樣品的影響程度Tab.3 Turbidity impact on different phosphorus concentration of the sample(mg/L)

由表3可知，濁度對(duì)高、中、低不同磷濃度樣品的影響程度基本一致。

2.2 減少取樣量法(稀釋法)

該種方法是針對(duì)消解后渾濁度較大的樣品或水質(zhì)中含有機(jī)質(zhì)較多的樣品，并保證樣品中含有一定量的磷，可適當(dāng)減少取樣量(或者將樣品稀釋)，用過硫酸鉀法重新消解處理，然后用國(guó)標(biāo)方法GB11893-89光度法測(cè)定。

針對(duì)某污水廠進(jìn)口樣品，按照正常取樣量消解處理后樣品仍呈渾濁狀，不適合光度法測(cè)定，可通過減少取樣量的方式重新消解處理，見表4。

表4 樣品測(cè)定結(jié)果Tab.4 Determination results of samples(mg/L)

可見，針對(duì)消解后仍呈渾濁的樣品，可通過減少取樣量或稀釋的辦法重新消解，前提是樣品中要有一定的磷酸鹽，不適合磷含量過低的樣品，要求稀釋后樣品濃度在0.01mg/L以上。

2.3 過濾法

理論上講，過濾法能較好的去除濁度的干擾，對(duì)色度干擾影響不大。一般采取定量濾紙過濾或?yàn)V膜抽濾兩種方式。但抽濾法操作起來相對(duì)繁瑣，重現(xiàn)性不高，實(shí)際工作中多采取濾紙直接過濾法。在國(guó)標(biāo)GB11893-89中提到，若消解樣品呈渾濁狀，用中速定量濾紙將消解液過濾到50mL比色管中，洗滌消解管和濾紙，定容后加顯色劑顯色分光。

對(duì)樣品消解后呈清澈狀和渾濁狀的樣品分別測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別如表5、表6。

表5 消解后澄清樣品測(cè)定結(jié)果Tab.5 Determination results of samples(mg/L)

表6 消解后渾濁樣品測(cè)定結(jié)果Tab.6 Determination results of the turbid samples after digestion(mg/L)

從表5、表6可知：對(duì)消解后澄清的樣品，過濾對(duì)結(jié)果影響不大，相對(duì)偏差小于5%，可不予過濾；消解后還有少許渾濁的樣品，過濾對(duì)結(jié)果影響較大，相對(duì)偏差較大。原因是余下的少許渾濁物附著在濾紙上會(huì)吸附磷酸鹽，在有限的洗滌體積下很難將磷酸鹽洗脫完全，所以相對(duì)偏差較大。

2.4 離心法

離心法是在消解液定容顯色15min后，將顯色液移入50mL離心管中，離心10min，離心后取上清液測(cè)定吸光度。對(duì)樣品消解后呈清澈狀和渾濁狀的樣品分別測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別如表7、表8。

表7 消解后澄清樣品測(cè)定結(jié)果Tab.7 Determination results of samples(mg/L)

表8 消解后渾濁的樣品測(cè)定結(jié)果Tab.8 Determination results of the turbid samples after digestion>(mg/L)

從表7、表8可知：離心方式對(duì)消解后呈清澈或渾濁的樣品都有影響，尤其對(duì)消解后還有少許渾濁的樣品，影響較大，相對(duì)偏差較大。原因是在一定的離心時(shí)間內(nèi)，離心管會(huì)對(duì)顯色物質(zhì)有吸附，同時(shí)離心后沉積在底部的懸浮顆粒物也會(huì)吸附少許磷酸鹽，導(dǎo)致測(cè)定值偏低。

3 結(jié) 論

鉬酸鹽光度法在測(cè)定水質(zhì)中總磷時(shí)可能會(huì)存在色度濁度的干擾問題，通過一些校正方法的比較得出結(jié)論：

3.1 國(guó)標(biāo)中提到的補(bǔ)償法適用于消解后呈清澈狀的樣品，能較好的去除色度的干擾，對(duì)濁度干擾不能較好的定量判定。濁度對(duì)高、中、低不同磷濃度樣品的影響程度基本一致。

3.2 減少取樣量方法是針對(duì)消解后渾濁度較大的樣品或水質(zhì)中含有機(jī)質(zhì)較多的樣品，前提是樣品中要有一定的磷酸鹽，不適合磷含量過低的樣品，要求稀釋后樣品濃度在0.01mg/L以上。

3.3 過濾法適合于消解后呈澄清狀的樣品，不適合消解后還有少許渾濁的樣品。

3.4 離心法對(duì)消解后呈清澈或渾濁的樣品都有影響，不適合色度和濁度的校正。

[1] 金筱青，周 惠. 過硫酸鉀-鉬銻鈧分光光度法測(cè)定地表水中總磷的若干影響因素[J]. 環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2002，14(1): 38.

[2] 李小如，王學(xué)儉. 測(cè)定地表水中總磷時(shí)去除濁度干擾的方法比較[J]. 環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2006，18(6):50.

[3] 張 宏.去除濁度對(duì)地表水中總磷測(cè)定干擾的方法探[J]. 環(huán)境科學(xué)導(dǎo)刊，2013，32(增)：127-128.

[4] 劉志輝，曾 勤.鉬酸銨顯色-離心分離光度法測(cè)高懸浮物地表水中總磷的方法探討[J].四川環(huán)境，2005，24(2)：49-50.

The Correction Methods Comparison of Chromaticity and Turbidity in Determination of Total Phosphorus in Water with Molybdate Spectrophotometry Method

LIU Hong1，QIN Qing1，WAN Xu1，YAO Huan2

(1.SichuanProvincialEnvironmentalMonitoringCenter,Chengdu610091,China；2.CollegeofChemistry&MaterialsScience,SichuanNormalUniversity，Chengdu, 610066，China)

During the process of total phosphorus determination in water with molybdate spectrophotometry method, and the results could be interfered by the chromaticity and turbidity of water. This article made experimental comparisons on several common methods of removing chromaticity and turbidity of water and provided certain application range of each method.

Molybdate spectrophotometric method；total phosphorus；turbidity；correction method

2016-02-17

劉 宏(1980-)，女，河南虞城人，2007年畢業(yè)于重慶大學(xué)分析化學(xué)專業(yè)，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)榄h(huán)境監(jiān)測(cè)。

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1001-3644(2016)03-0028-04