何 雪，張 穎，徐婉瑩，張文雅，趙業(yè)軍

（武漢東湖學(xué)院 生命科學(xué)與化學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430212）

天然水體中磷含量過(guò)多會(huì)引起藻類植物的過(guò)度生長(zhǎng),水體富營(yíng)養(yǎng)化,發(fā)生水華或赤潮,打亂水體的平衡。TP 是水體中磷元素的總含量，是水體富含有機(jī)質(zhì)的指標(biāo)之一。TP 的檢測(cè)方法[1]是將水樣消解后采用鉬酸銨比色法進(jìn)行檢測(cè)。

常用的消解方法有硫酸-硝酸消解法、過(guò)硫酸鉀-高溫高壓消化法。在使用過(guò)程中，硫酸-硝酸消解法采用強(qiáng)酸，存在不安全因素，耗時(shí)長(zhǎng)，而且加熱過(guò)程有白煙，需要在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行處理；過(guò)硫酸鉀-高溫高壓消解法操作繁瑣、費(fèi)時(shí)，若遇到特殊水樣，還有可能消解不徹底[2-4]。

本文探究過(guò)硫酸鉀-消解儀消解法解決了上述消解方法的不足之處，考察K2S2O8投加量、消解溫度、消解時(shí)間對(duì)過(guò)硫酸鉀-消解儀消解水樣消解效果的影響，得出最佳消解條件，兼具結(jié)果準(zhǔn)確、試劑用量少等優(yōu)點(diǎn)[5]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器及試劑

LTG082 型消解儀（美國(guó)哈希）；YXQ 型手提式壓力蒸汽滅菌鍋（上海博迅）；I3 型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（濟(jì)南海能）。

H2SO4（開(kāi)封東大）、酒石酸銻鉀（天津化學(xué)試劑三廠）、抗壞血酸（開(kāi)封東大）、K2S2O8（天津市化學(xué)試劑三廠）、HNO3（陽(yáng)煤化工）、NaOH（天津北辰方正）、酚酞（上海三愛(ài)思）、乙醇（天津博華通）、（NH4）2MoO4（天津風(fēng)船），以上藥品均為分析純。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別吸取1、2、3、4、5mL 磷標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL 比色管中，定容至刻度，標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度分別為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mg·L-1。分別加入5mL 顯色劑，搖勻，靜置10min，于最適波長(zhǎng)處分別測(cè)其吸光度。

1.3 兩種消解方法的對(duì)比

水樣來(lái)自武漢東湖學(xué)院九曲河采集的新鮮水樣，分別用硫酸-硝酸消解法、過(guò)硫酸鉀-高溫高壓消解法處理。

（1）硫酸-硝酸消解法 吸取25.00mL 水樣于燒瓶中，加數(shù)粒沸石，加2mL 1+1 H2SO4及2～5mL HNO3，加熱至冒白煙，如液體清澈透明，冷卻后加5mL HNO3再加熱至冒白煙并獲得清澈透明液體，放冷后加約30mL 水，加熱煮沸一段時(shí)間，加1D 酚酞指示劑，滴加NaOH 至剛呈現(xiàn)微紅色，再滴加1mol·L-1H2SO4使微紅色褪去，充分搖勻后移至50mL 容量瓶定容。如溶液渾濁，則用濾紙過(guò)濾，洗滌燒瓶和濾紙，并轉(zhuǎn)移至容量瓶中，稀釋至標(biāo)線，加入顯色劑，顯色10min，于最適波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

（2）過(guò)硫酸鉀-高溫高壓消解法 吸取25.00mL水樣于50mL 磨口塞具刻度的比色管中，加入4mL K2S2O8，加塞后管口包一小塊紗布并用線扎好，置于手提式壓力蒸汽滅菌鍋內(nèi)加熱，待鍋內(nèi)溫度達(dá)1.1kg·m-2（相應(yīng)溫度為120℃）時(shí)，保持此壓力30min后，停止加熱，待壓力表指針降至0 時(shí)，取出，冷卻至室溫，加入顯色劑，顯色10min，于最適波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

1.4 過(guò)硫酸鉀-消解儀消解法的改進(jìn)

吸取5.00mL 水樣于消解管中，加入K2S2O8，擰緊消解管蓋后，搖勻。放置于消解儀中設(shè)置消解溫度及消解時(shí)間。待消解時(shí)間到，取出，冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)移至50mL 比色管，定容至標(biāo)線，加入顯色劑，搖勻，顯色10min 后，于最適波長(zhǎng)處分別測(cè)定其吸光度。

1.5 水樣TP 含量的測(cè)定

采用上述硫酸-硝酸法和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后的過(guò)硫酸鉀-高溫高壓消解法的最佳條件處理自湯遜湖和武漢東湖學(xué)院九曲河采集的新鮮水樣，并測(cè)定其TP含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

標(biāo)準(zhǔn)溶液在895nm 處測(cè)量吸光度，其標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。線性相關(guān)方程為y=0.257x+0.0019,相關(guān)系數(shù)R2=0.9998，線性相關(guān)良好。

圖1 TP 測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of total phosphorus determi

2.2 兩種消解方法的對(duì)比

分別用硫酸-硝酸消解法、過(guò)硫酸鉀-高溫高壓消解法處理自武漢東湖學(xué)院九曲河采集的新鮮水樣，所測(cè)得水樣TP 含量分別為0.3783、0.4053mg·L-1。兩種方法測(cè)得TP 值對(duì)比圖見(jiàn)圖2。

圖2 兩種方法測(cè)得TP 值對(duì)比圖Fig.2 Comparison of the total names measured by the two methods

由圖2 可知，硫酸-硝酸消解法相對(duì)于過(guò)硫酸鉀-高溫高壓消解法消解效果更好。

2.3 過(guò)硫酸鉀-消解儀消解法的改進(jìn)

2.3.1 K2S2O8添加量的影響

圖3 為K2S2O8投加量對(duì)測(cè)定的影響。

圖3 K2S2O8 投加量對(duì)測(cè)定的影響Fig.3 Influence of potassium persulf ate dosage on determination

由圖3 可知，當(dāng)K2S2O8投加量為1.5mL 時(shí)，水樣消解效果最好。

2.3.2 消解溫度的影響

圖4 為消解溫度對(duì)測(cè)定的影響。

圖4 消解溫度對(duì)測(cè)定的影響Fig.4 Influence of temperature on measurement

由圖4 可知，當(dāng)設(shè)置消解溫度為150℃時(shí)，水樣消解效果最好。

2.3.3 消解時(shí)間的影響

圖5 為消解時(shí)間對(duì)測(cè)定的影響。

圖5 消解時(shí)間對(duì)測(cè)定的影響Fig.5 Influence of time on measurement

由圖5 可知，當(dāng)設(shè)置消解時(shí)間為70min 時(shí)，水樣消解效果最好。

綜上，當(dāng)K2S2O8投加量為1.5mL，消解溫度設(shè)定為150℃，消解時(shí)間設(shè)定為70min 時(shí)，消解程度最完全。

2.4 水樣的測(cè)定

圖6 為兩種水樣兩種方法消解對(duì)比。

圖6 兩種水樣兩種方法消解對(duì)比Fig.6 Comparison of two water samples digestion by two methods

由圖6 可知，硫酸-硝酸消解法與改進(jìn)后的過(guò)硫酸鉀-消解儀消解法所測(cè)兩種水樣的TP 含量差別不大，但在具體實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，硫酸-硝酸消解法耗時(shí)長(zhǎng)，安全性低；而過(guò)硫酸鉀-消解儀法可以縮短消解時(shí)間且操作方便，水樣及試劑用量少。

3 結(jié)論

本文對(duì)常用的兩種消解方法進(jìn)行對(duì)比，在具體實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，過(guò)硫酸鉀-高溫高壓消解法操作繁瑣、費(fèi)時(shí)，若遇到特殊水樣，還有可能消解不徹底；硫酸-硝酸消解法耗時(shí)長(zhǎng)，安全性低。本文研究發(fā)現(xiàn)，過(guò)硫酸鉀-消解儀法可以縮短消解時(shí)間且操作方便、水樣及試劑用量少。過(guò)硫酸鉀-消解儀法的消解優(yōu)化條件為：水樣5.00mL、K2S2O8投加量為1.5mL、消解溫度150℃、消解時(shí)間70min，消解效果與硫酸-硝酸消解法一致。