測(cè)定地表水中總磷時(shí)去除濁度的方法比較

朱昕怡

（江蘇省蘇州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，江蘇 蘇州 215000）

1 背景

磷是生物生長(zhǎng)的必需元素之一。但水體中的磷含量過(guò)高（如超過(guò)0.2 mg/L），可造成藻類過(guò)度繁殖，直到數(shù)量達(dá)到有害程度（稱為富營(yíng)養(yǎng)化），造成湖泊、河流透明度降低，水質(zhì)變壞[1]。測(cè)定水中的總磷含量是衡量水質(zhì)好壞的重要指標(biāo)之一。水中總磷的測(cè)定是在試樣中加入過(guò)量的過(guò)硫酸鉀溶液，經(jīng)高溫高壓消解，將水體中各種形態(tài)的磷（溶解態(tài)磷、有機(jī)磷、無(wú)機(jī)磷）全部氧化為正磷酸鹽的測(cè)定結(jié)果。目前，水中總磷的測(cè)定已成為各監(jiān)測(cè)站評(píng)價(jià)地表水水質(zhì)情況的常規(guī)五項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)之一，能準(zhǔn)確而高效地測(cè)定水中總磷的含量，是各環(huán)境監(jiān)測(cè)中心提高工作效率的重要目標(biāo)[2]。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要儀器

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（型號(hào)Agilent Cary 60）、湘儀高速離心機(jī)（型號(hào)TDZ5_WS）、立式壓力蒸汽滅菌器（型號(hào)Yamato SN510C）、50 mL螺口比色管、雙圈定性濾紙（中速）、30 mm玻璃比色皿、100 mL離心管。

2.2 主要試劑

本實(shí)驗(yàn)分析時(shí)均使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的分析純化學(xué)試劑。實(shí)驗(yàn)用水為新鮮制備、電導(dǎo)率小于0.5 μS/cm（25 ℃）的去離子水。

硫酸（H2SO4），密度為1.84 g/mL（市售）。

硫酸（H2SO4），1+1。

過(guò)硫酸鉀，50 g/L溶液：將50 g過(guò)硫酸鉀（K2S2O8）溶解于水，并稀釋至1 L。

抗壞血酸，100 g/L溶液：溶解25 g抗壞血酸（C6H8O6）于水中，并稀釋至250 mL。

鉬酸鹽溶液：溶解13 g鉬酸銨于100 mL水中。溶解0.35 g酒石酸銻鉀于100 mL水中。在不斷攪拌下把鉬酸銨溶液徐徐加到300 mL硫酸（1+1）中，加酒石酸銻鉀溶液并且混合均勻。

濁度—色度補(bǔ)償液：混合兩個(gè)體積硫酸（1+1）和一個(gè)體積抗壞血酸溶液，使用當(dāng)天配制。

市售總磷單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 μg/mL）GSB 04-1741-2004（b）。

總磷標(biāo)準(zhǔn)使用液：將市售總磷標(biāo)準(zhǔn)使用液稀釋成濃度為2.00 mg/L的濃度，臨用現(xiàn)配。

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟

本實(shí)驗(yàn)水樣取自蘇州環(huán)境監(jiān)測(cè)中心布設(shè)的水質(zhì)采樣點(diǎn)，共采5瓶不同水樣，標(biāo)號(hào)1、2、3、4、5。

2.3.1 工作曲線的繪制

取7支50 mL螺口比色管為一組，分別加入臨用現(xiàn)配的總磷標(biāo)準(zhǔn)使用液（2.00 mg/L）0.00、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0 mL。加水稀釋至25 mL。將該組比色管放入立式壓力蒸汽滅菌器（型號(hào)Yamato SN510C）消解，待消解完畢，冷卻至室溫，以去離子水做參比，測(cè)定吸光度。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.3.2 樣品測(cè)試

濁度－色度補(bǔ)償法：將5瓶不同水樣每瓶各取三份25 mL相同的水樣，每份水樣加入4 mL過(guò)硫酸鉀溶液至高壓容器消解，一份水樣消解后定容至50 mL刻度線，加1 mL抗壞血酸溶液、2 mL鉬酸銨溶液顯色比色，另一份平行水樣消解后加入3 mL濁度色度補(bǔ)償液，第三份水樣同步做加標(biāo)試驗(yàn)，每瓶水樣加入2 mL濃度為2.00 mg/L的總磷標(biāo)準(zhǔn)使用液后消解、定容、加入顯色液，將三組水樣分別于700 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，最終吸光度A0等于實(shí)樣吸光度減去濁度補(bǔ)償液吸光度計(jì)算所得。并通過(guò)加標(biāo)回收試驗(yàn)，計(jì)算出5瓶水樣的加標(biāo)回收率，查看試驗(yàn)準(zhǔn)確度。

過(guò)濾法：將5瓶不同水樣每瓶取兩份25 mL的水樣，加入4 mL過(guò)硫酸鉀溶液至高壓滅菌容器消解，其中一份水樣做加標(biāo)回收率測(cè)定實(shí)驗(yàn)。兩份水樣均用中速濾紙將消解液濾入50 mL的比色管中，定容至刻度線，加入1 mL抗壞血酸和2 mL鉬酸鹽溶液，等待15分鐘充分顯色完畢，于700 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度A0。

離心法：將5瓶不同水樣每瓶各取兩份25 mL相同的水樣，加入4 mL過(guò)硫酸鉀溶液至高壓滅菌容器消解，其中一份用作測(cè)定加標(biāo)回收率。將消解后的水樣定容至50 mL刻度線，加入1 mL抗壞血酸溶液、2 mL鉬酸銨溶液顯色15 min，將完全顯色后的溶液全部轉(zhuǎn)移至100 mL離心管中，設(shè)置離心機(jī)轉(zhuǎn)速為3 500 r/ min，離心10 min，用上清液測(cè)定樣品吸光度A0。

三種預(yù)處理方法均選擇同一只濃度的明碼標(biāo)樣同步實(shí)驗(yàn)，以便比較三種方法的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，且每種方法均做兩只空白水樣實(shí)驗(yàn)，空白水樣吸光度計(jì)算時(shí)取均值，通過(guò)已知濃度的標(biāo)樣及5瓶水的加標(biāo)實(shí)驗(yàn)，可以確定實(shí)驗(yàn)中的精密度和準(zhǔn)確度。進(jìn)行比較后，結(jié)果如表A、表B。

表A 三種不同去除濁度的方法的精密度比較

表B 三種不同去除濁度的方法的加標(biāo)回收率比較

3 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析三種去除總磷濁度干擾的方法的數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，三種前處理方法均能滿足實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制要求，三種分析方法測(cè)定結(jié)果基本一致。相比而言，濁度－色度補(bǔ)償法同一支水樣要取兩次作對(duì)比分析，操作過(guò)程較為繁瑣，會(huì)導(dǎo)致樣品數(shù)量翻倍、試劑損耗較大、工作量及成本增加；過(guò)濾法本身易于操作，但濾紙過(guò)濾較慢，且易被污染、不排除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中水樣浸濕濾紙的損耗、較為費(fèi)時(shí)；對(duì)比以上兩種預(yù)處理方式，離心法操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省力，面對(duì)各監(jiān)測(cè)站樣品數(shù)量巨大的情況下，能夠提升工作效率，在日常分析中具有相對(duì)的優(yōu)勢(shì)。然而，在日常測(cè)定中，水體不僅存在濁度干擾的情況，同時(shí)也可能有色度的影響，尤其是各種廢水樣品，經(jīng)消解后，因有其他金屬類物質(zhì)存在（如砷、鉻等），色度對(duì)總磷分析結(jié)果影響較大，因此在此種情況下還是需要通過(guò)濁度－色度補(bǔ)償法來(lái)排除色度等干擾。