濁度對地表水總磷測試準確度的影響

摘要：為提高地表水總磷檢測數(shù)據(jù)的準確性，比較了幾種地表水前處理方法，并對比不同的前處理對總磷測試的影響，以及過濾水樣消解液殘渣對測試結果的影響。結果表明，水樣濁度小于200 NTU，自然沉降和離心前處理后總磷測試誤差在20%，濁度大于300 NTU，自然沉降和離心均無法有效去除濁度干擾；水樣濁度小于200 NTU，過濾消解液殘渣能夠將干擾誤差控制在20%。

關鍵詞：總磷；濁度；自然沉降；離心

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）10-00-03

05

Effect of Turbidity on the Accuracy of the Total Phosphorus Test in Surface Water

YANG Zhenxiong

（Guangzhou Building Materials Industry Research Institute Co.， Ltd.， Guangzhou 510663， China）

Abstract： To improve the accuracy of surface water total phosphorus detection data， several surface water pretreatment methods are compared， and the effects of different pretreatment methods on total phosphorus test are compared， as well as the impact of filtered water sample digestion residue on test results. The results show that the turbidity of the water sample is less than 200 NTU， and the error of total phosphorus test after natural sedimentation and centrifugation pretreatment is within 20%. When the turbidity is more than 300 NTU， neither natural sedimentation nor centrifugation could effectively remove turbidity interference; the turbidity of the water sample is less than 200 NTU， and filtering the residue of the digestion solution can control the interference error within 20%.

Keywords： total phosphorus; turbidity; natural sedimentation; centrifugation

在天然水中，磷幾乎以各種磷酸鹽的形式存在，它們分為正磷酸、縮合磷酸鹽以及有機結合的磷。磷是生物生長必需元素之一，但磷含量過高可導致藻類過度繁殖，引起水體富營養(yǎng)化，造成湖泊、河流透明度降低，水質變差?？偭资窃u價水質的重要指標。日常監(jiān)測中，汛期強降雨、水土流失等原因導致水體渾濁，水樣的濁度對總磷的測試產生正干擾，導致檢測結果偏高。

在總磷測試的整個流程中，樣品的采集十分關鍵。因此，通過對比不同的水樣前處理方法對總磷測試結果的影響，分析過濾消解液對干擾的去除效果，進一步研究水樣渾濁對總磷測試準確度的影響。

1 材料與方法

水樣的采集、保存及分析執(zhí)行《地表水環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范》（HJ 91.2—2022）[1]和《水質 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》（GB 11893—1989）[2]；水樣的濁度測試按照《水質 濁度的測定 濁度計法》

（HJ 1075—2019）[3]執(zhí)行。

主要設備如下：便攜式離心機YQ-5303，青島云起智能儀器有限公司；便攜式濁度計TN100，上海三信儀表廠；純水機WP-2RO-WF-20S，四川沃特普科技有限公司；紫外可見分光光度計UV-1900i，島津儀器（蘇州）有限公司；立式壓力蒸汽滅菌鍋BXM-30R，上海東亞壓力容器制造有限公司；無磷濾紙；5 L有機玻璃采水器。

主要試劑如下：100 mg/L總磷標準溶液；50 g/L過硫酸鉀溶液；100 g/L抗壞血酸溶液；鉬酸鹽顯色劑溶液（在100 mL水中溶解13 g鉬酸銨，在100 mL水中溶解0.35 g酒石酸銻鉀，在不斷攪拌下，將鉬酸銨溶液緩慢加到300 mL（1+1）硫酸中，再加入鉀酒石酸銻鉀溶液并且混合均勻）。

2 試驗過程

2.1 不同前處理方法對總磷測試的影響

使用土壤樣品（人為干擾少的赤紅壤）配制含量分別為0.1 mg/L、0.3 mg/L、0.5 mg/L的低濁度、中濁度、高濁度總磷樣品。該樣品分別經過5種前處理后，使用標準方法測定其總磷含量，所有樣品的消解液都經無磷濾紙過濾后再顯色上機測試。

2.2 過濾消解液殘渣對總磷測試的影響

消解后的水樣底部通常會有未消解完全的泥沙、顆粒物沉淀或者有絮凝狀的物質生成，通過分析比對過濾消解液對總磷測試準確度的影響[4]。

3 結果與分析

3.1 不同前處理方法對總磷測試的影響

在韶關市翁源縣官渡鎮(zhèn)社背村采集一份人為干擾較少的土壤樣品，樣品經過自然風干、研磨和過篩后用于配制濁度溶液。稱取適量土壤于塑料瓶，在轉速（30±2）r/min、溫度（23±2）℃下，翻轉振蕩18 h。使用濁度計測量溶液濁度，配制50 NTU、100 NTU、200 NTU、300 NTU、400 NTU和500 NTU濁度溶液各2 L，各取100ml上述溶液離心后用離子色譜測試磷酸根，用于驗證濁度溶液的總磷本底值。取上述6份濁度溶液（2 L），每份濁度溶液分別配制成濃度為0.1 mg/L、0.3 mg/L、0.5 mg/L的總磷樣品?？偭讟悠窊u勻后分別取6份溶液進行測試：第一份直接測試；其中4份分別在自然沉降15 min、30 min、45 min、60 min后取上清液測試；第6份樣品使用便攜式離心機以2 000 r/min的轉速離心2 min后取上清液測試，測試結果如表1所示。

由表1可知：濁度溶液均未檢出磷酸根，其本底干擾可以忽略不計；水樣的濁度對總磷的測試產生正干擾，隨著水樣濁度變高，產生的正干擾越大；同一濁度的水樣，樣品中總磷的濃度越低，受干擾程度越大；水樣濁度在200 NTU內時，自然沉降和離心去除濁度干擾效果較好，測試結果誤差控制在20.0%以內；水樣濁度大于300 NTU時，自然沉降60 min和離心后0.1 mg/L濃度水樣的誤差大于50%；當水樣濁度大于400 NTU時，濃度為0.3 mg/L的樣品測試誤差大于43.0%，濃度為0.5 mg/L的樣品測試誤差在18.0%以上，自然沉降和離心前處理都無法去除水樣濁度的干擾。

3.2 過濾消解液對總磷測試的影響

試驗選取50 NTU、100 NTU、200 NTU的濁度溶液，分別配制濃度為0.1 mg/L、0.3 mg/L、0.5 mg/L的總磷樣品。這3份樣品經自然沉降和離心后各取兩份樣品。其中，一份樣品消解后直接顯色測試；另一份樣品消解液用無磷濾紙過濾后定容顯色測試。過濾消解液殘渣對總磷測試結果的影響如表2所示。

由表2可知：水樣濁度大于50 NTU時，樣品消解液底部產生的殘渣會對總磷的測試產生正干擾，水樣濁度越大，產生的正干擾就越大；同一濁度的樣品中，總磷濃度越小干擾越大；水樣濁度在200 NTU內，消解液殘渣過濾后測試誤差在20.0%內，0.1 mg/L樣品消解液不過濾誤差在70%以上；水樣濁度為200 NTU時，0.1 mg/L樣品消解液過濾誤差在20.0%以上，過濾消解液已經無法去除干擾。

4 結論

渾濁水體中的細小懸浮顆粒物是干擾總磷測試準確度的最主要因素。這類物質無法通過短時間的自然沉降和離心前處理完全去除，自然沉降60 min與自然沉降30 min效果相差不大，總體上離心前處理效果最好、效率最高。當水樣的濁度較低（小于200 NTU），自然沉降30 min和離心前處理去除濁度干擾的效果均滿足測試要求；當水體濁度大于300 NTU時，濁度干擾對低濃度的總磷樣品測試誤差在50%以上，自然沉降30 min和離心前處理都無法有效去除干擾。當樣品消解后的溶液底部產生絮凝狀物質或沉淀，必須使用無磷濾紙過濾消解液后定容顯色測試，可以在一定程度上去除干擾，但是樣品濁度太高，過濾消解液殘渣去除干擾也無法滿足標準質控要求。建議檢測公司避開強降雨天氣48 h內采樣，應結合水質濁度、天氣情況以及分析進度，選擇合適時間的采樣。

參考文獻

1 生態(tài)環(huán)境部.地表水環(huán)境質量監(jiān)測技術規(guī)范：HJ 91.2—2022[S].北京：中國環(huán)境出版社，2022.

2 國家環(huán)境保護局.水質 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法：GB 11893—1989[S].北京：中國標準出版社，1989.

3 生態(tài)環(huán)境部.水質 濁度的測定 濁度計法：HJ 1075—2019[S].北京：中國環(huán)境出版社，2019.

4 戈燕紅，付 瓊，郭德音，等.總磷水質在線自動監(jiān)測儀濁度補償[J].凈水技術，2021（1）：76-79.