鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)水體中總磷測定中的應用

娜迪拉·木拉提汗

（阿勒泰水文勘測局，新疆 阿勒泰 836500）

0 引言

總磷在水環(huán)境監(jiān)測中是一項重要的檢測指標[1]。當前，水環(huán)境監(jiān)測國標方法規(guī)定的總磷檢測的方法為鉬酸銨分光光度法[2]，該方法在許多區(qū)域的地表水總磷檢測中得到應用[3～10]，通過樣本總磷精度的試驗分析，鉬酸銨分光光度法測定的總磷準確度以及精密度均取得了較好的檢測效果。阿勒泰地區(qū)地表水總磷總體變化較為穩(wěn)定，總磷也是阿勒泰地區(qū)地表水監(jiān)測的一項重要水質(zhì)指標，為提高阿勒泰地區(qū)總磷測定的效率，本文結(jié)合水環(huán)境監(jiān)測的國家標準相關(guān)要求，從鉬酸銨分光光度法的試驗原理、試驗試劑和儀器、試驗步驟進行敘述，并結(jié)合實際水樣，對鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)總磷測定的精度進行分析。

1 試驗原理

采用過硫酸鉀（或硝酸－高氯酸）對試驗樣品進行中性條件的消極分析，使得樣品中的含磷成分全部轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽。磷酸鹽與鉬酸銨在酸性條件下發(fā)生化學反應，在銻鹽環(huán)境條件下產(chǎn)生磷鉬雜多酸，可以被抗壞血酸進行氧化還原，產(chǎn)生藍色的絡合物。

2 所需試劑和儀器

1）試驗所需要的試劑：密度分別為1.84 g/mL 及1.4 g/mL的硫酸和硝酸；密度為1.68 g/mL 的高純度高氯酸，將27 mL 硫酸放置到973 mL 水中，產(chǎn)生濃度為0.5 mol/L 的硫酸鹽溶液；分別將40 g 和60 g 氫氧化鈉溶于水并加入1000 mL 進行稀釋后產(chǎn)生濃度為1 mol/L 和6 mol/L 的氫氧化鈉溶液；將5 g 過硫酸鉀（K2S2O8）溶于100 mL 水中，提取濃度為50 g/L 的過硫酸鉀溶液；將10 g 抗壞血酸溶于100 mL 水中，提取濃度為100 g/L的抗壞血酸溶液，該溶液可在棕色的試劑瓶存儲幾周，若顏色不發(fā)生明顯變化可長時段使用；將硫酸與抗壞血酸按2∶1 進行混合，采用當日配置的溶液作為試驗所需要的濁度及色度的補償液；在110℃溫度條件下稱取0.2197 g 磷酸二氫鉀（KH2PO4）并進行2 h 的干燥后，放入800 mL 的水中，并滴入5 mL 的硫酸溶液，用水進行稀釋至濃度標線后，充分混合均勻，1.00 mL 的磷標準儲備的標準溶液含有50.0 μg的磷，該溶液可以存放6 個月以上的時間；將1.00 mL 的磷標準儲備的標準溶液放入到250 mL 容量瓶中，用水進行稀釋至濃度標線后，充分混合均，1.00 mL 的磷標準使用溶液含有2.0 μg 的磷，試驗測定過程中需采用當日配置的溶液；將0.5 g 的酚酞在50 mL95%的乙醇中進行溶解后，得到濃度為10 g/L 的酚酞溶液。

2）試驗所需的儀器：醫(yī)用手提式蒸汽消毒器或一般壓力鍋（1.1 kg/cm2～1.4 kg/cm2)；50 mL 的比色管；分光光度計。

3 試驗步驟

1）空白試樣：首先按照水環(huán)境監(jiān)測國家標準要求進行空白試驗，在蒸餾水中加入同體積的試劑對試驗樣本進行代替。

2）消解：可采用兩種消解方式。第一種為過硫酸鉀消解方式，在試驗樣本中滴入4 mL 的過流酸鉀，用一小塊布和線將比色管的蓋塞扎緊后，放入到高壓蒸汽消毒器的大燒杯中進行加熱，當高壓蒸汽消毒器的壓力值處于1.1 kg/cm2后，溫度可以達到120℃時，再繼續(xù)加熱30 min 后停止加熱，當壓力表讀數(shù)為0后，將燒杯取出進行溫度冷卻，并加入水分進行稀釋達到標線；第二種為硝酸- 高氯酸消解方式，在錐形瓶中進入25 mL 的試驗樣本，滴入2 mL 硝酸以及放入數(shù)粒玻璃珠后，在電熱板上進行加熱使其進行體積濃縮為10 mL，溫度冷卻后滴入5 mL 硝酸再次進行加熱，當體積濃縮為10 mL 再次進行冷卻，并滴入3 mL 高氯酸，加熱出現(xiàn)白色的高氯酸煙，在此過程中可以在錐形瓶放置電熱板或者小漏斗進行溫度的調(diào)節(jié)，使得消解液保持回流狀態(tài)，直到剩下3 mL～4 mL，進行冷卻后加10 mL 水后，滴入1 滴酚酞指示劑，滴入氫氧化鈉溶液出現(xiàn)微紅色溶液，再加入硫酸溶液使得其顏色消失，進行混合均勻后，將溶液放入到刻度管中，加水進行稀釋到標線為止。

3）發(fā)色：將1 mL 抗壞血酸溶液分別加入到各消解液中，并進行混合均勻，放置30 s 后滴入2 mL 鉬酸鹽溶液，進行混合均勻處理。

4）分光光度測量：在常溫下放置15 min 后，以水做參比，在700 nm 波長下采用光程為30 mm 的比色皿進行吸光度的測定，在空白試驗的吸光度扣除后從工作曲線中進行磷含量的讀取。

5）工作曲線的繪制：分別在7 支比色管的磷酸鹽標準使用溶液加入25 mL 水，依照試驗測定步驟以水做參比，對吸光度進行測定，在空白試驗的吸光度扣除后，和對應的磷含量進行工作曲線繪制。

4 試驗精度評價

4.1 試驗結(jié)果的表示

總磷含量測定方程為：

式中：C 表示為測定的總磷含量，mg/L；m 表示為測定的總磷質(zhì)量，μg；V 表示為樣本的體積，mL。

4.2 標準曲線的繪制

分別在7 支比色管的磷酸鹽標準使用溶液加入25 mL 水，依照試驗測定步驟以水做參比，對吸光度進行測定，在空白試驗的吸光度扣除后，和對應的磷含量進行工作曲線的繪制。標準曲線繪制結(jié)果見表1。

表1 總磷測定的標準工作曲線

從表1 可看出，曲線回歸方程系數(shù)達到0.9998，可以作為阿勒泰地區(qū)總磷測定的標準工作曲線，從標準曲線的回歸方程中可看出，其截距以及相關(guān)系數(shù)均未出現(xiàn)明顯的差異性變化，符合總磷測定的質(zhì)量控制要求。

4.3 準確度的分析結(jié)果

采用5 次樣本分析的方法，對采用鉬酸銨分光光度法測定的總磷準確度進行分析，分析的結(jié)果見表2。

表2 樣本總磷測定的準確度分析結(jié)果

從表2 可看出，鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)總磷測定具有較好的準確度，各樣本分析次數(shù)下測定的總磷含量在0.15 mg/L～20 mg/L 之間，按照水環(huán)境質(zhì)量標準規(guī)范中的水質(zhì)類別，基本處于III 類水體的標準，從各樣本分析次數(shù)的平均可看出，其總磷測定的平均值為0.17 mg/L，相對誤差差異性較小，為1.32%，在國家水環(huán)境質(zhì)量標準規(guī)范要求的5%允許誤差要求范圍內(nèi)。

4.4 精密度的分析結(jié)果

在總磷測定的準確度分析的基礎上，按照總磷測定的質(zhì)量控制要求，對其精密度進行分析，分析結(jié)果見表3。

表3 樣本總磷測定的精密度分析結(jié)果

精密度也是試驗室總磷測定質(zhì)量控制的一個重要指標，而相對標準偏差是反映總磷測定質(zhì)量精密度的重要表征，從精密度分析結(jié)果可看出，采用盲樣分析方法下的總磷平均值在0.15 mg/L～0.18 mg/L 之間，盲樣A 和B 測定的相對標準偏差在1%以內(nèi)，符合總磷測定質(zhì)量控制要求的5%相對標準允許偏差的要求，表明鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)總磷測定具有較好的適用性。

5 結(jié)論

（1）鉬酸銨分光光度法在阿勒泰地區(qū)總磷測定的相對誤差為1.32%，相對標準偏差在0.59%～0.62%之間，滿足準確度和精密度的總磷測定質(zhì)量控制規(guī)范要求，適用于阿勒泰地區(qū)總磷測定分析。

（2）在進行樣品消解時，可采用恒溫干燥箱替代壓力鍋進行總磷測定樣品的消解，恒溫干燥箱操作簡單，且具有更好的穩(wěn)定性和溫控性能。