探究地表水總磷測(cè)定與濁度干擾去除的方法

屠高琪

摘 要：地表水總磷測(cè)定屬于水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要參數(shù)，但實(shí)際地表水總磷測(cè)定期間會(huì)因?yàn)樗w渾濁度影響到實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，致使檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)偏差。為保證地表水總磷測(cè)定結(jié)果的可靠性，需要去除濁度干擾，對(duì)此，該文主要分析地表水總磷測(cè)定與濁度干擾去除方法，結(jié)合項(xiàng)目案例，從監(jiān)測(cè)指標(biāo)、總磷測(cè)定方案、濁度去除實(shí)驗(yàn)及操作要點(diǎn)、統(tǒng)計(jì)方法與結(jié)果分析等方面予以分析，保證了地表水總磷測(cè)定的準(zhǔn)確性與可靠性。

關(guān)鍵詞：地表水;總磷測(cè)定;濁度干擾;去除方法

中圖分類號(hào)： X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

水體中的藻類植物生長(zhǎng)需要磷，水體中磷含量過(guò)高可引起海灣赤潮、水體惡臭、湖泊富營(yíng)養(yǎng)化等問(wèn)題。通過(guò)對(duì)地表水總磷測(cè)定，可反映出水體營(yíng)養(yǎng)化污染程度[1]?？偭诇y(cè)定會(huì)受到水體渾濁度影響，應(yīng)去除濁度干擾，本研究結(jié)合實(shí)例對(duì)地表水總磷測(cè)定與濁度干擾去除方法予以分析。

1 項(xiàng)目概況

針對(duì)某地橋斷面地表水總磷測(cè)定進(jìn)行研究。地表水總磷測(cè)定參照中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站制定的《地表水總磷現(xiàn)場(chǎng)前處理技術(shù)規(guī)定（施行）》，測(cè)定完成后需進(jìn)行采樣區(qū)域水樣的原水濁度測(cè)試，如果水體濁度超過(guò)500 NTU，獲取的水樣還需要離心機(jī)離心處理，離心時(shí)間2 min，離心速度2 000 r/min [2]。

2 主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)

地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)以及質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程中有較多的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，涉及pH、溶解氧、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總磷等。不同地區(qū)根據(jù)實(shí)際情況還需結(jié)合可能污染物進(jìn)行指標(biāo)調(diào)整，例如重金屬指標(biāo)檢測(cè)方面可包括鉛、砷等。

水體中的磷有多種存在形式，比如焦磷酸鹽、縮合磷酸鹽、有機(jī)團(tuán)結(jié)合磷酸鹽等?？紤]到該項(xiàng)目中存在磷污染問(wèn)題，因而重點(diǎn)對(duì)總磷結(jié)果予以測(cè)定。

3 總磷測(cè)定方案

確定采樣點(diǎn)采集水樣，隨后立即將樣本運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，為保證水樣在運(yùn)輸中的穩(wěn)定性，可在水樣中加入鹽酸或硫酸等，調(diào)整水樣pH值≤2?！兜乇硭臀鬯O(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（HJ/T 91—2002）》中指出在采集水樣中加入酸性物質(zhì)，測(cè)定時(shí)間可延長(zhǎng)至采集后24 h內(nèi)。

《水質(zhì)總磷的測(cè)定鉬酸銨分光光度法（GB 11893—89）》要求水樣在經(jīng)過(guò)硫酸調(diào)節(jié)pH保存后，樣品檢測(cè)前需要對(duì)pH予以調(diào)節(jié)，使其達(dá)到中性程度。地表水中的泥沙量會(huì)影響總磷測(cè)定結(jié)果，因而采樣完成后需對(duì)樣品沉降時(shí)間予以控制。樣品經(jīng)過(guò)加酸保存且在24 h內(nèi)測(cè)定，不調(diào)節(jié)樣品pH至中性與調(diào)節(jié)樣品pH到中性對(duì)應(yīng)的總磷測(cè)定結(jié)果較接近，所以加酸保存樣品如果在24 h內(nèi)測(cè)定總磷，不需要將pH調(diào)節(jié)到中性，減少試驗(yàn)操作，降低誤差。因地表水中泥沙會(huì)吸附總磷，影響到測(cè)定結(jié)果，樣品保存后最好在24 h內(nèi)完成分析，這樣可避免水樣中泥沙含量較多對(duì)總體測(cè)定結(jié)果的影響[3]。

考慮到水樣總磷測(cè)定中，測(cè)定結(jié)果會(huì)受到濁度干擾，除了常規(guī)水樣總磷測(cè)定外，應(yīng)通過(guò)補(bǔ)償法、離心法予以分析，消除濁度對(duì)總磷測(cè)定結(jié)果的影響，保證測(cè)定結(jié)果滿足《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)》中的各類要求。

4 濁度去除實(shí)驗(yàn)及操作要點(diǎn)

4.1 實(shí)驗(yàn)原理

在地表水總磷測(cè)定中，國(guó)標(biāo)中給出的方法是鉬酸銨分光光度法，該方法應(yīng)用原理如下：在高溫、高壓條件下，通過(guò)過(guò)硫酸鉀在中性條件下消解試樣，經(jīng)過(guò)氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)水樣中所有磷向正磷酸鹽的轉(zhuǎn)化，在酸性條件下，正磷酸鹽、鉬酸銨之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，鉬鹽存在情況下生成磷鉬雜多酸后，可快速被抗壞血酸還原，最終形成藍(lán)色的絡(luò)合物。

正磷酸與鉬酸銨的反應(yīng)式為：

24（NH4）2MoO4+2H3PO4+21H2SO4→2（NH4）3PO4·12MoO3+21（NH4）2SO4+24H2O

鉬雜多酸別抗壞血酸還原為鉬藍(lán)的反應(yīng)式：

（NH4）3PO4·12MoO3→（MO2O5·4MoO3）2·H3PO4

鉬酸銨分光光度法在地表水中的總磷含量測(cè)定方面使用較多，其操作簡(jiǎn)便，不過(guò)總磷測(cè)定中需要將所有形態(tài)的磷轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽，在水質(zhì)復(fù)雜的情況下，磷同時(shí)有多種存在形態(tài)，容易因操作不當(dāng)影響磷的回收率。如果磷的回收率較低，則測(cè)定總磷只是其中部分，引起總磷測(cè)定結(jié)果偏低，顯色反應(yīng)也會(huì)受到影響[4]。

4.2 儀器與試劑

儀器包括：便攜式濁度計(jì)S-865、分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）、離心機(jī)、50 mL具塞磨口刻度管、1 kg/cm2～ 1.5 kg/cm2手提式高壓蒸氣消毒器。

相關(guān)試劑;鉬酸鹽溶液、5%過(guò)硫酸鉀、10%抗壞血酸、2 μg/mL磷標(biāo)準(zhǔn)使用液 （臨用現(xiàn)配）。濁度-色度補(bǔ)償液的制備：將2體積（1+1）硫酸與1體積 10% （ m/V） 抗壞血酸混合，檢測(cè)當(dāng)天完成該溶液的配制。

4.3 補(bǔ)償法

整個(gè)補(bǔ)償法包括以下3點(diǎn)。1）消解，按平行實(shí)驗(yàn)要求，選擇2份樣品及試劑空白樣，均為25 mL，取樣時(shí)需要水樣自然沉降達(dá)到30 min，單獨(dú)將未沉淀的水樣轉(zhuǎn)移，減少干擾，保證水樣充分搖勻。水樣需要分別通過(guò)4 mL過(guò)硫酸鉀予以消解，取出后靜置使其降溫變冷后定容到標(biāo)線位置。標(biāo)準(zhǔn)溶液、試劑空白同樣需要實(shí)施消解操作。具體消解操作可參照標(biāo)準(zhǔn)處理方法，國(guó)標(biāo)中要求消解時(shí)間需要達(dá)到30 min，不過(guò)有文獻(xiàn)報(bào)道認(rèn)為10 min就可以實(shí)現(xiàn)完全消解。2）發(fā)色，如果水樣消解后出現(xiàn)色度或濁度，此時(shí)顯色效果會(huì)受到影響，需要做好校正。發(fā)色操作要求向1 mL抗壞血酸中加入一樣品，30 s后加入2 mL鉬酸鹽溶液，保證不同物質(zhì)的有效融合，室溫條件下顯色，時(shí)間為15 min，將試劑空白作為參照，通過(guò)試料吸光度完成吸光度的測(cè)定，同時(shí)對(duì)空白試驗(yàn)組吸光度予以測(cè)定;樣品顯色后需要及時(shí)完成吸光度的測(cè)定，不同溫度條件下顯色時(shí)間有差異，如15℃時(shí)顯色可持續(xù)30 min，而在室溫達(dá)到30℃時(shí)，顯色持續(xù)時(shí)間會(huì)縮短到20 min，室內(nèi)的環(huán)境溫度需要控制在10℃～40℃，盡可能在顯色后及時(shí)測(cè)定，有效控制比色時(shí)間。3）濁度校正，將3 mL補(bǔ)償液加入到另一樣品中，不用加抗壞血酸以及鉬酸鹽溶液，然后完成吸光度的測(cè)定，即空白試料吸光度，用試料吸光度依次減去空白試料吸光度、空白試驗(yàn)吸光度，通過(guò)工作曲線繪制并得到樣品總磷濃度。

空白試樣進(jìn)行濁度補(bǔ)償試驗(yàn)期間，各項(xiàng)操作同樣品操作流程以及時(shí)間需要保持同步性，只是空白試樣不同加入抗坯血酸和鉬酸鹽。

4.4 離心法

按標(biāo)準(zhǔn)方法操作，消解處理樣品，然后常規(guī)稀釋至對(duì)應(yīng)標(biāo)線，顯色時(shí)間為15 min，之后在50 mL離心試管中倒入顯色溶液，蓋好塞子，按照 3 500 r/min轉(zhuǎn)速予以離心處理，離心時(shí)間為10 min，離心完成后將上清液取出并測(cè)定吸光度，波長(zhǎng)為700 nm，測(cè)定吸光度后將空白吸光度扣除，根據(jù)工作曲線得到水樣的總磷濃度。需要注意的是離心法雖然能夠去除濁度干擾，不過(guò)對(duì)于色度干擾的水樣檢測(cè)，該方法會(huì)影響實(shí)際結(jié)果，需要選擇補(bǔ)償法予以測(cè)定。

5 統(tǒng)計(jì)方法與結(jié)果分析

5.1 確度試驗(yàn)

根據(jù)取樣點(diǎn)，在原有取樣點(diǎn)周邊選擇6個(gè)平行樣品，將樣品分別加入到磷標(biāo)準(zhǔn)溶液中，濃度為2 μg/mL，然后通過(guò)補(bǔ)償法和離心法進(jìn)行試驗(yàn)分析，計(jì)算加標(biāo)回收率。

5.2 數(shù)據(jù)分析

確度試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)與分析，結(jié)果顯示補(bǔ)償法及離心法加標(biāo)回收率、相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別達(dá)到 92.6%～102.2%、2.3% 、93.6% ～101.1%、1.8% ，均符合水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制指標(biāo)要求。

6 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)分析方法對(duì)地表水總磷測(cè)定與濁度干擾去除中補(bǔ)償法與離心法的實(shí)際應(yīng)用效果予以研究，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，不管是離心法還是補(bǔ)償法其最終檢測(cè)結(jié)果均符合實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控要求，能夠保證總磷檢測(cè)結(jié)果的可靠性，不過(guò)從試驗(yàn)操作過(guò)程分析，補(bǔ)償法操作所需要的樣品量較多，需要重復(fù)操作的內(nèi)容也較多，無(wú)形中會(huì)增大工作量，延長(zhǎng)檢測(cè)所需時(shí)間。離心法的操作相對(duì)簡(jiǎn)單，能夠較少相關(guān)操作，保證檢測(cè)結(jié)果出速度更快，可作為首選的濁度干擾去除方法。

參考文獻(xiàn)

[1]林舒.水中總磷測(cè)定各影響因素的探討及方法優(yōu)化[J].中國(guó)無(wú)機(jī)分析化學(xué)，2019，9（6）：1-5.

[2]黃芳茹.地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)總磷的前處理比對(duì)研究[J].海峽科學(xué)，2019（12）：13-15.

[3]樊勇.淺談地表水總磷測(cè)定過(guò)程中去除濁度干擾方法[J].化工管理，2019（15）：59-60.

[4]鄭璇，李莉，楊利利，等.鉬酸銨分光光度法測(cè)定地表水總磷含量的樣品采集與預(yù)處理[J].化學(xué)分析計(jì)量，2019，28（1）：103-105.