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總磷是衡量水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的核心指標(biāo)之一,其含量高低直接反映水體受污染狀況及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。水體中的磷以多種形態(tài)存在,包括正磷酸鹽、縮合磷酸鹽、有機(jī)磷以及顆粒態(tài)磷等。光譜法,特別是鉬酸銨分光光度法,因其操作簡(jiǎn)便、靈敏度高、準(zhǔn)確度可靠,已成為水質(zhì)總磷檢測(cè)的主流方法。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì) 總磷的測(cè)定 鉬酸銨分光光度法》(GB/T 11893-1989)對(duì)該方法作出了系統(tǒng)性規(guī)定。以下從方法原理、操作流程及關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)三個(gè)方面加以闡述。 方法原理
鉬酸銨分光光度法測(cè)定總磷包含四個(gè)依次銜接的化學(xué)與光學(xué)步驟。 第一步為氧化消解。在中性條件下,以過(guò)硫酸鉀為氧化劑,通過(guò)加熱消解將水樣中各種形態(tài)的磷——包括溶解態(tài)磷、顆粒態(tài)磷、有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷——全部氧化為正磷酸鹽。對(duì)于有機(jī)物含量較高的水樣,可采用硝酸-高氯酸消解法作為替代方案。消解的完全程度直接決定最終測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。 第二步為顯色反應(yīng)。在酸性介質(zhì)中,消解生成的正磷酸鹽與鉬酸銨發(fā)生反應(yīng),在銻鹽(酒石酸銻鉀)的催化作用下生成磷鉬雜多酸。 第三步為還原。生成的磷鉬雜多酸立即被抗壞血酸還原,生成藍(lán)色絡(luò)合物——通常稱為磷鉬藍(lán)。該藍(lán)色絡(luò)合物的顏色深淺與正磷酸鹽的濃度成正比。 第四步為分光光度測(cè)量。在分光光度計(jì)700nm波長(zhǎng)處,以純水作為參比,測(cè)定藍(lán)色絡(luò)合物的吸光度。扣除空白試驗(yàn)的吸光度后,從預(yù)先建立的工作曲線上查得對(duì)應(yīng)的磷含量,即可計(jì)算出水樣中的總磷濃度。該方法基于朗伯-比爾定律,即吸光度與溶液中吸光物質(zhì)的濃度及光程長(zhǎng)度成正比。 樣品采集與保存
水樣采集后應(yīng)立即加入硫酸調(diào)節(jié)pH至1或以下,以抑制微生物活動(dòng),防止磷形態(tài)的轉(zhuǎn)化。樣品應(yīng)貯存于聚乙烯瓶或玻璃瓶中,并于4℃以下冷藏保存,盡快完成分析。所有接觸樣品的玻璃器皿均應(yīng)用稀鹽酸或稀硝酸浸泡清洗,避免器壁吸附磷造成測(cè)定偏差。 樣品消解
取適量水樣(通常為25mL)置于50mL比色管中。加入過(guò)硫酸鉀溶液后,將比色管置于醫(yī)用手提式蒸汽消毒器或壓力鍋中,在120至124℃條件下加熱消解30分鐘。消解完成后自然冷卻。消解溫度、消解時(shí)間及過(guò)硫酸鉀的加入量均對(duì)消解完全程度有顯著影響。 顯色與測(cè)定 向消解并冷卻后的樣品中加入抗壞血酸溶液和鉬酸鹽溶液,混勻后放置15分鐘,使顯色反應(yīng)充分完成。顯色完成后,使用分光光度計(jì)在700nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以空白試驗(yàn)(用純水替代水樣)作參比,扣除試劑空白值。將測(cè)得的吸光度代入工作曲線,即可計(jì)算總磷濃度。 工作曲線的繪制方法為:取一系列不同體積的磷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液,與樣品同步進(jìn)行消解、顯色和測(cè)定,以磷含量為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。 干擾與消除
在酸性條件下,砷、鉻、硫等元素會(huì)對(duì)測(cè)定產(chǎn)生干擾。對(duì)于濁度較高或帶有顏色的水樣,需使用濁度-色度補(bǔ)償液進(jìn)行校正。當(dāng)水樣中有機(jī)物含量較高時(shí),應(yīng)采用硝酸-高氯酸消解法替代過(guò)硫酸鉀消解,以確保有機(jī)磷的完全轉(zhuǎn)化。所有試劑應(yīng)使用優(yōu)級(jí)純或分析純級(jí)別,過(guò)硫酸鉀的純度對(duì)空白值影響尤為顯著。 鉬酸銨分光光度法適用于地表水、地下水、生活污水及工業(yè)廢水中總磷的測(cè)定。在取樣量為25mL的條件下,方法的最低檢出濃度為0.01mg/L,測(cè)定上限為0.6mg/L。當(dāng)樣品濃度超出測(cè)定上限時(shí),可通過(guò)適當(dāng)稀釋后重新測(cè)定。
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