鉬酸銨分光光度法測定水質(zhì)總磷的分析經(jīng)驗

鄭裕俊

(忻州市生態(tài)環(huán)境局東部區(qū)域監(jiān)測技術(shù)保障中心，山西 原平 034100)

引 言

我國對水質(zhì)的監(jiān)測越來越重視，水環(huán)境的好壞直接影響人類、動植物的生存發(fā)展，其中水中的總磷是水體富營養(yǎng)化的重要指標，總磷超標造成的富營養(yǎng)化使水體受到嚴重污染，所以總磷測定是我國當前水質(zhì)及重要河流中必測的三個項目之一。環(huán)境監(jiān)測中常用的總磷的測定方法為鉬酸銨分光光度法[1-3]。本文針對此方法總結(jié)了一些分析經(jīng)驗。

1 設(shè)備儀器準備階段注意事項

首先，應(yīng)該掌握受控的資質(zhì)認定附表中的生態(tài)環(huán)境方法文件，總磷為HJ11893-89。

然后，根據(jù)受控方法文件中的要求準備好儀器及對應(yīng)的玻璃器皿。

壓力鍋(檢定過的)，壓力范圍為98 kPa～147 kPa。50 mL核準過的具塞磨口刻度管；分光光度計，波長700 nm；100 mL、250 mL容量瓶，10 mL移液管等。而要注意的是所用玻璃器皿均要用稀鹽酸或稀硝酸浸泡(切忌用含磷酸鹽的清洗劑刷洗)。

2 試劑配制過程說明

2.1 100 g/L抗壞血酸溶液

用計量電子天平稱取10 g抗壞血酸(C6H8O6)，溶解在干凈的燒杯中，后轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，之后將其稀釋至標線，放置在棕色具塞玻璃瓶中備用。在4 ℃左右冷藏可保持幾周不產(chǎn)生變化。過幾周后，要注意觀察抗壞血酸的顏色，若從無色變成了黃色，則說明產(chǎn)生了變化，此時要重新配制該抗壞血酸溶液。

2.2 鉬酸銨溶液

先用電子天平稱取13 g鉬酸銨，將其溶解于潔凈燒杯中，后轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，用純水稀釋至標線。溶解比較費時間，可以適當加熱加快溶解，但僅是對燒杯加熱，而不能加熱容量瓶，而且轉(zhuǎn)移至容量瓶的過程中，用于洗滌燒杯的溶劑(即純水)不能超過容量瓶的標線，如若超過，則必須重新配制。

再用電子天平稱取0.35 g酒石酸銻鉀，也將其溶解在潔凈燒杯中(不好溶解時可加熱以促使其加快溶解)，后轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中，用純水稀釋至標線。

最后在不斷攪拌的情況下，將上面配好的鉬酸銨溶液緩慢加到300 mL硫酸(1+1)中，后加入酒石酸銻鉀溶液混合均勻。將配制好的試劑存放在具塞棕色玻璃瓶中，在4 ℃左右的冷藏柜中保存，至少可保存2個月。需要注意的是硫酸(1+1)配制時，會產(chǎn)生許多的熱量，所以不但硫酸要用質(zhì)量好的，而且最重要的是配制此硫酸溶液時，要在敞口燒杯中用玻璃棒引流，且要將硫酸徐徐加入到水中，不斷攪拌，一定要小心飛濺燙傷，做好防護。

2.3 50 g/L過硫酸鉀溶液

用電子天平稱取5 g過硫酸鉀(K2S2O8)，并溶解于潔凈燒杯中，將其轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，后用純水稀釋至標線。實驗室所用的過硫酸鉀溶液常采購配制好的溶液，要把握質(zhì)量關(guān)即可[4-5]。

3 采集、吸取樣品時注意的問題

采集樣品時，若樣品含量較小時，盡量用玻璃瓶采樣，應(yīng)盡快分析，如需要放置則要用質(zhì)量濃度為1.84 g/mL的硫酸調(diào)節(jié)樣品pH≤1。先按受控方法繪制校準曲線。樣品采回后，取25 mL水樣(濃度不大時，常為地面水、污染不重的污水及工業(yè)廢水)放于50 mL磨口具塞刻度管中，吸取時需將水樣搖勻，這樣會獲得最具有代表性的均勻水樣。若水樣中總磷的濃度較高(可以觀察到污水顏色較重、氣味刺鼻)，酌情要少取水樣的體積，可以取20 mL、15 mL、10 mL、5 mL系列的試樣，總的原則就是當預(yù)計水樣濃度越高則所取水樣的體積越小，因為確認水試樣濃度高，若仍取試樣體積較大，則比色會超量程，還得重新消解，費時費力。

4 樣品消解時問題的處理

在消解時，吸取25 mL搖勻的水樣放于50 mL比色管中，再加過硫酸鉀溶液4 mL，將比色管的蓋子蓋緊，用事先剪好的小塊紗布包住瓶塞，此時要注意紗布要長點以便能包住比色管的外邊的凹沿，再用工程線將其纏緊、系好，線要多纏幾圈纏在凹沿處(以防加熱時玻璃塞子噴出)。將包好、纏好的比色管放在大燒杯中，置于水量足夠(用純水或蒸餾水否則會產(chǎn)生水垢)的高壓蒸氣消毒器中加熱。若線纏不緊或紗布沒包到凹沿處或線沒纏在凹沿處都會導(dǎo)致比色管中液體在受熱后膨脹而噴管，進而使此噴管后水樣不能繼續(xù)分析。

置于高壓蒸氣消毒器中的大燒杯不能翻倒，若翻倒則高壓蒸氣消毒器中的水會一直浸濕比色度，會或多或少加大噴管現(xiàn)象發(fā)生，因為高壓蒸氣消毒器中有水會使大燒杯產(chǎn)生浮力，且水加熱后若沸騰也會促使燒杯翻倒。

消解時，高壓蒸氣消毒器在使用時要注意鍋內(nèi)水量是否足夠，加熱時要蓋好蓋，擰好螺母，打開放氣閥，關(guān)好安全閥，將鍋內(nèi)冷空氣排出，溫度上升到90 ℃時，關(guān)好放氣閥。當鍋內(nèi)壓力達到108 kPa時，此時相對應(yīng)的溫度應(yīng)該為120 ℃時，為了節(jié)省時間，可以在準備消解水樣前，稍早打開高壓鍋的加熱開關(guān)，讓鍋里的水提早預(yù)熱。壓力鍋溫度達到120 ℃時，需要保持30 min后停止加熱。等到壓力鍋中溫度下降到50 ℃以下時，此時鍋內(nèi)壓力降至與大氣壓基本相等后，打開放氣閥，壓力釋放到安全時，打開鍋蓋取出放冷，取出大燒杯，但要注意，此時要戴防燙手套。之后用水稀釋至標線。

消解結(jié)束后，要注意的是必須要等到高壓鍋內(nèi)自然降壓后再取出大燒杯，過早放氣減壓，也會導(dǎo)致噴管且會使壓力鍋出現(xiàn)故障。為防止噴管造成的水樣損失，每次可以多帶幾支試樣，使噴管帶來的損失減到最少。噴管的原因除了上面幾點外，還有比色管的質(zhì)量問題，或是在化驗過程中及清洗比色管時比色管受到碰撞產(chǎn)生細小裂紋，也會產(chǎn)生噴管或直接炸裂。這些問題就需要分析人員在操作中細心，以降低人為因素帶來的影響。還有的化驗員為了省事，在消解前就將水樣用純水稀釋到50 mL標線后，開始消解，這樣做會加大噴管的機率。所以要遵守化驗操作規(guī)程，按國家標準步驟操作，圖省事走捷徑，終將會影響化驗的結(jié)果。

5 顯色過程常遇到的問題分析

顯色時，向每個消解好的比色管中加入1 mL 10%抗壞血酸溶液，并搖勻，30 s后(可用定時器)加2 mL鉬酸銨溶液并充分搖勻。此時要注意的是有濁度時，就需要配制一個空白水樣，指的是水樣按上面的步驟消解后用純水稀釋至50 mL的標線，不加抗壞血酸和鉬酸銨溶液，而是向空白水樣中加入3 mL濁度-色度補償液(當天配制)，最后從所要測試的水樣的吸光度中扣除空白水樣的吸光度，作為最終的測定吸光度。

6 測量吸光度時的問題分析

之后，用分光光度儀測量吸光度，將上面加好抗壞血酸和鉬酸銨的水樣，在室溫20 ℃～30 ℃，靜置15 min后要用校準后的潔凈的光程為30 mm的比色皿，調(diào)分光光度計的波長至700 nm，以零濃度溶液為參比，測量吸光度，扣除空白實驗的吸光度后，然后把扣除空白吸光度的值代入曲線方程中就能算出磷的含量?？瞻讓嶒炓话阕?個，空白實驗的吸光度不能太大，太大說明試劑沒配好或器皿有污染。顯色時室溫20 ℃～30 ℃最適宜。

7 校準曲線時的問題分析

校準曲線的繪制，可取數(shù)支50 mL磨口具塞比色管，分別加入磷酸鹽標準使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0 mL,分別加純水稀釋定容到25 mL，再加4 mL 5%的過硫酸鉀消解完成后，用純水定容至50 mL，再向比色管加入1 mL 10%抗壞血酸溶液，搖勻。在30 s之后分別加入2 mL鉬酸銨溶液，充分搖勻，在室溫下放置15 min。以零濃度溶液為參比，測量其吸光度值(分光光度計要提前預(yù)熱20 min左右)，減去空白實驗的吸光值，和對應(yīng)的標液中的磷的含量繪制校準曲線。曲線的繪制，除配制好試劑外，關(guān)鍵是用移液管時操作要適當，移液管要豎直，視線要平視，視線背景要清晰，看液面的凹面處，移液時，要掐緊管，不要讓液體流下去。

8 化驗結(jié)果的計算

化驗結(jié)果在計算時，所測量水樣總磷的含量，計算公式為：總磷(P，mg/L)=m/V,其中，m是水樣中由校準曲線查得的磷量，μg；V是測量時所取水樣體積，mL。這個計算過程，要注意單位的統(tǒng)一，要看好標準溶液或考核樣品濃度的單位，與計算時的單位要對應(yīng)。

9 結(jié)語

采用鉬酸銨分光光度法監(jiān)測水質(zhì)總磷的化驗過程中，由于人為影響、分析方法的選擇、儀器的穩(wěn)定性、器皿的洗滌方法、試劑的質(zhì)量等，都會給分析帶來誤差，本文主要通過分享在日常化驗中積累的經(jīng)驗，盡量減少化驗時主觀因素對項目的影響，希望為相關(guān)工作提供參考。