IL500P 流動注射分析法和鉬酸銨分光光度法測定地表水中總磷的比對性研究

郭玉 王格陽

（合肥市環(huán)境監(jiān)測中心站，安徽 合肥 230031）

磷是生物生長必需的元素之一，以多種化合物形式廣泛存在于地表水和廢水中，但水體中磷含量過高，會造成藻類的快速繁殖，水體富營養(yǎng)化，最終導(dǎo)致湖泊、河流透明度降低，水質(zhì)變差。目前，水質(zhì)總磷的測定方法主要有鉬酸銨分光光度法、流動注射-鉬酸銨分光光度法、連續(xù)流動-鉬酸銨分光光度法、激光熱透鏡光譜分析法、萃取分光光度法、氣相色譜法等。本文將流動注射-鉬酸銨分光光度法（HJ 671-2013）和鉬酸銨分光光度法（GB 11893-89）在標(biāo)準(zhǔn)曲線、質(zhì)控樣精密度、實際樣品測定等方面進行了重點比對研究。

一、實驗準(zhǔn)備部分

（一）主要儀器和試劑

主要儀器：紫外可見分光光度計（UV2600），日本島津公司；滅菌蒸汽壓力鍋，上海中安醫(yī)療器械廠；總磷自動分析儀（IL500P），美國哈希公司

主要試劑：過硫酸鉀（優(yōu)級純），阿拉丁試劑；濃硫酸（UP 級），蘇州晶瑞化學(xué)股份有限公司；鉬酸銨（分析純）、抗壞血酸（分析純）、酒石酸銻鉀（分析純），國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

（二）鉬酸銨分光光度法與流動注射分析法的測定原理

鉬酸銨分光光度法測定原理：在中性條件下，將水樣用過硫酸鉀（或硝酸-高氯酸）消解，將所含磷全部氧化成正磷酸鹽。在酸性介質(zhì)中，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，該絡(luò)合物的吸光度與總磷含量成正比，于波長700 nm比色測定吸光度。

流動注射-鉬酸銨分光光度法測定原理及方法檢出限：在酸性條件下，試樣中各種形態(tài)的磷被氧化成正磷酸鹽，在銻鹽的催化下正磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)生成磷鉬雜多酸，被抗壞血酸還原生成藍(lán)色絡(luò)合物，于波長880 nm 比色測定信號值。

二、鉬酸銨分光光度法與流動注射分析法的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

實驗過程中，兩種方法均使用從水利部水環(huán)境監(jiān)測評價研究中心購買的批號為：GBW（E）080368/171270（有效期：2020 年12 月），濃度為：500 mg/L 的總磷標(biāo)準(zhǔn)溶液進行標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制。

（一）鉬酸銨分光光度法標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

配置濃度為50.0mg/L 的中間液，然后用中間液繼續(xù)配置濃度為2.00mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)使用液,取七只具塞比色管分別加入0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0mL 磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液，定容至25mL，曲線梯度為0、1.00、2.00、6.00、10.0、20.0、30.0ug，按照測定步驟測定吸光度，最終以磷的ug 含量繪制工作曲線，2020 年內(nèi)不同時間繪制的兩條鉬酸銨分光光度法的標(biāo)準(zhǔn)曲線具體見圖1、圖2（回歸方程為磷含量～吸光度）

圖1 2020 年鉬酸銨分光光度法標(biāo)準(zhǔn)曲線（第一次）

圖2 2020 年鉬酸銨分光光度法標(biāo)準(zhǔn)曲線（第二次）

（二）流動注射分析法的標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

配置濃度為10.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液，用使用液手工配制梯度為0、0.050、0.100、0.200、0.400、0.808、1.00mg/L的曲線，使用流動注射分析儀IL500P（美國哈希公司）對配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液進行分析，2020 年內(nèi)不同時間流動注射分析儀IL500P 測得各點的濃度值與溶液的響應(yīng)值相關(guān)系數(shù)見圖3、圖4（回歸方程為信號值-濃度）

圖3 2020 年流動注射分析法標(biāo)準(zhǔn)曲線（第一次）

圖4 2020 年流動注射分析法標(biāo)準(zhǔn)曲線（第二次）

三、結(jié)果與分析

（一）質(zhì)控樣品精密度的測定

2020 年分別用鉬酸銨分光光度法與流動注射分析法對環(huán)保部標(biāo)樣（203971/203981）進行測定，每次樣品測定6 次，結(jié)果見表1。

由測量結(jié)果可以看出，所有相對標(biāo)準(zhǔn)偏差都符合方法要求，2020 年不同時間所繪制的兩條標(biāo)準(zhǔn)曲線，其斜率、截距及相關(guān)系數(shù)均滿足使用要求。

（二）實際樣品的比對測定

對19個地表水樣用鉬酸銨分光光度法與流動注射分析法同時進行分析，實驗結(jié)果見表2

從表2 可以看出，對實際水樣進行測定，當(dāng)磷含量≦0.03mg/L 時，兩種方法相對偏差均小于25%，當(dāng)磷含量≧0.03mg/L 兩種方法相對偏差基本小于10%。分析兩種方法產(chǎn)生差距的原因，有以下幾點：（1）總磷包含溶解的、顆粒的、有機的和無機磷，不是均勻的存在于水體中；（2）IL500P 流動注射分析法在取樣體積（2mL）、消解溫度（150℃）、消解壓力（壓力6個bar）、比色波長（880nm）等方面與手工法存在部分差異；（3）地表水體中部分樣品如飲用水源保護地本底值較小，微小的數(shù)值波動會導(dǎo)致明顯的相對偏差。

（三）實際樣品的加標(biāo)回收測定

對5 個地表水樣加入標(biāo)準(zhǔn)樣品用鉬酸銨分光光度法與流動注射分析法同時進行分析，實驗結(jié)果見表3。

四、結(jié)果與討論

（一）在與鉬酸銨分光光度法做比較的過程中發(fā)現(xiàn)，流動注射分析法測定樣品時有許多優(yōu)點：

1.IL500P儀器由自動進樣器單元、控制器單元和總磷消解分析單元組成，各單元之間通過泵及管路連接，不需要另外將樣品放入高壓鍋消解以及人工比色計算樣品濃度；

2.IL500P 自動進樣器單元內(nèi)的取樣針、消解分析單元中的消解管、檢測管以及其他管線的自動清洗可以通過控制器單元內(nèi)Analysis,Rinse 功能實現(xiàn)，不需要人工清洗比色管、移液管，極大地簡化操作流程，減少人為因素的干擾；

3.IL500P 儀器在無操作人員人為干擾情況下自動完成測量平均分析時間（單次）如下：10 個樣品接近50min，15 個樣品接近1h，20 個樣品接近90min，跟手工法比較總分析時長明顯降低。

（二）最后通過這兩種方法在標(biāo)準(zhǔn)曲線、質(zhì)控樣精密度、實際樣品測定和實際樣品加標(biāo)回收等方面比對證實，流動注射分析法與鉬酸銨分光光度法在實際樣品分析中當(dāng)磷含量≦0.03mg/L 時，兩種方法相對偏差均小于25%，當(dāng)磷含量≧0.03mg/L 兩種方法相對偏差基本小于10%。因此，在測定地表水總磷實際水樣時，流動注射分析法與鉬酸銨分光光度法都是值得使用的測定方法，在測定大批量地表水樣品時，流動注射分析法有明顯優(yōu)勢。