辛建珍

（清遠(yuǎn)市清環(huán)檢測技術(shù)有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511500）

在天然水與廢水中，磷幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在，它們分別為正磷酸鹽、縮合磷酸鹽（焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和多磷酸鹽）和有機結(jié)合的磷（磷脂等），它們存在于溶液中、腐殖質(zhì)粒子中或水生生物中[1]。合成洗滌劑、冶煉、化肥等行業(yè)的工業(yè)廢水、生活污水中常含有較大量的磷。一般來說，在天然水體中，磷酸鹽含量反而不高。磷作為生物生長的必需元素，有著不可或缺的作用。但水體中磷含量大于0.2 mg/L，易導(dǎo)致藻類過度繁殖而出現(xiàn)不利于水體的情況（如富營養(yǎng)化），從而導(dǎo)致水質(zhì)變壞。磷作為評價水質(zhì)的重要指標(biāo)之一，準(zhǔn)確了解其含量，對水環(huán)境治理起到積極的技術(shù)支持作用[1]。

1 試驗原理和步驟

1.1 試驗原理

通常，按水中磷存在的形式，分別測定溶解性正磷酸鹽、總?cè)芙庑粤缀涂偭祝ㄓ袡C磷和無機磷）[1]。在堿性過硫酸鉀消解條件下，本次試驗探索鉬酸銨分光光度法測定水中總磷的主要影響因子。首先，在中性條件下，用堿性過硫酸鉀使試樣消解，將所含磷全部氧化為正磷酸鹽。然后，在酸性介質(zhì)中，正磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)，在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后，其立即被抗壞血酸還原，生成藍(lán)色的絡(luò)合物[2]。在特定波長下，結(jié)合顯色反應(yīng)，測定吸光度，并做校準(zhǔn)曲線，從而得出磷含量。

1.2 試驗藥品與儀器

試驗藥品有硫酸（優(yōu)級純）、氫氧化鈉（優(yōu)級純）、過硫酸鉀、抗壞血酸、鉬酸銨、酒石酸銻鉀和磷標(biāo)準(zhǔn)使用液。所用試劑均為市售合格試劑。所用純水均為合格純水。主要試驗儀器有配備比色皿（光程30 mm）的可見分光光度計、立式壓力蒸汽滅菌器、具塞磨口玻璃比色管（容量50 mL）。所用儀器均已進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn)、計量校準(zhǔn)或計量檢定。

1.3 試驗步驟與方法

取7 支50 mL 具塞磨口比色管，分別加入0.00 mL、0.50 mL、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、10.00 mL、15.00 mL 磷標(biāo)準(zhǔn)使用液（濃度2.0 mg/L），加水至25 mL，沿比色管壁向試樣中加入4 mL 過硫酸鉀溶液，蓋上塞子，用一小塊紗布和線將玻璃塞扎緊，放在大燒杯中置于立式壓力蒸汽滅菌器中加熱（檢查氣密性，設(shè)置立式壓力蒸汽滅菌器各項參數(shù)：壓力108 kPa，溫度121 ℃，加熱時間30 min）。高溫消解完成后，待壓力表的示值為零，取出比色管放冷。

向各份試樣加水稀釋至標(biāo)線50 mL，分別加入1 mL抗壞血酸溶液（濃度100 mg/L），混合均勻，30 s 后加入2 mL 酸性鉬酸鹽溶液，混合均勻后室溫下放置。放置15 min 后，在700 nm 波長處，使用30 mm 比色皿，用純水做參比，測定各試樣吸光度，繪制校準(zhǔn)曲線（需要扣除空白試驗的吸光度），見表1，工作曲線y=0.0270x+0.0084，r=0.9996。

表1 總磷校準(zhǔn)曲線結(jié)果

2 試驗結(jié)果與討論

2.1 空白測定值的影響因素

《水質(zhì) 總磷的測定 鉬酸銨分光光度法》（GB 11893—1989）在質(zhì)量保證和質(zhì)量控制中沒有明確提出對空白吸光度的要求，參照《國家地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)監(jiān)測任務(wù)作業(yè)指導(dǎo)書（試行）》要求，空白吸光度應(yīng)控制在0.007 以下[3]。不同批次的硫酸對空白吸光度影響大[4]，在本次鉬酸銨分光光度法測定總磷的試驗中，使用的氫氧化鈉、硫酸均為市售有證，經(jīng)過驗收合格的試劑（均為優(yōu)級純）。這里僅對過硫酸鉀、抗壞血酸、鉬酸銨、酒石酸銻鉀4 種藥品進(jìn)行對比試驗。選取3 家市售不同廠家生產(chǎn)的過硫酸鉀、抗壞血酸，2 家市售不同廠家的鉬酸銨、酒石酸銻鉀進(jìn)行空白吸光度試驗，試驗結(jié)果如表2所示。

表2 不同廠家試劑條件下總磷的空白吸光度

從試驗結(jié)果可知，對于不同廠家生產(chǎn)的過硫酸鉀、抗壞血酸，即使是市售合格的試劑，由于試劑的質(zhì)量不同，純度不同，空白吸光度的值存在較大的差異。對于不同廠家生產(chǎn)的鉬酸銨、酒石酸銻鉀，只要是市售合格的，對空白吸光度的影響都不大。因此，鉬酸銨分光光度法所用的過硫酸鉀和抗壞血酸都應(yīng)進(jìn)行空白吸光度檢驗，符合要求后才可用于試驗，以降低空白過高對總磷測定的影響。

2.2 顯色時間和顯色溫度的影響

鉬酸銨分光光度法中，顯色反應(yīng)在室溫下進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)備注說明，若顯色時室溫低于13 ℃，可在20～30 ℃水浴上顯色15 min[2]。這表明不同顯色溫度、不同顯色時間對吸光度是有影響的。為了分析室溫不同、時間不同對總磷顯色反應(yīng)的影響程度，根據(jù)清遠(yuǎn)市天氣狀況，選擇在冬季適宜溫度下進(jìn)行相關(guān)試驗。試驗結(jié)果如表3所示，其中，磷標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度為5.00 mg/L。

表3 不同顯色溫度與顯示時間對總磷含量的影響

試驗發(fā)現(xiàn)，溫度為13～20 ℃時，顯色時間20 min的試驗數(shù)據(jù)較接近配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液真值；溫度為20～30 ℃時，顯色時間15 min 的試驗數(shù)據(jù)較接近配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液真值。由此可知，不同溫度下不同的顯色時間都會影響試樣檢測結(jié)果。如果顯色時間不充足，總磷和試劑的化學(xué)反應(yīng)不完全，顏色沒有充分顯示出來，就會影響分光光度計波長的吸收，導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)偏低；顯色時間太長，空氣氧化分解試驗反應(yīng)后的物質(zhì)，物質(zhì)揮發(fā)也會對反應(yīng)最終顯色產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)偏低。為了保證試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，總磷檢測所需的試驗環(huán)境、溫度以及其他試驗條件應(yīng)滿足試驗要求。

2.3 玻璃器皿的潔凈程度和儀器要求

試驗中，比色管、比色皿等玻璃器皿新啟用前不清洗，或者多次使用后只用清水沖洗，易導(dǎo)致空白值過大[5]，更容易出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)曲線異常點。而玻璃器皿用鹽酸（濃度10%）浸泡清洗后，標(biāo)準(zhǔn)曲線點出現(xiàn)異常的現(xiàn)象大大減少。立式壓力蒸汽滅菌器應(yīng)定時清洗，其壓力表應(yīng)定期檢定，要定期檢查滅菌器橡膠密封圈密封情況，避免因漏氣減壓導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)誤差。

3 結(jié)論

鉬酸銨分光光度法測定水中總磷時，影響檢測結(jié)果的因素主要有空白測定、試劑質(zhì)量、顯色水溫和顯色時間。為了達(dá)到質(zhì)量控制要求，要嚴(yán)格把握影響總磷檢測結(jié)果的因素。一是要使用驗收合格的試劑。鉬酸銨分光光度法測定水中總磷，鉬酸銨、酒石酸銻鉀只要是市售合格的試劑，均可使用。對于過硫酸鉀和抗壞血酸，不同廠家的產(chǎn)品質(zhì)量不同，純度不同，會影響空白吸光度，容易對低濃度樣品的檢測造成較大影響。過硫酸鉀溶液配制過程中，溫度過高會導(dǎo)致過硫酸鉀分解失效，因此配制時應(yīng)控制水浴溫度在60 ℃以下[2]。二是應(yīng)保證整個試驗過程使用潔凈的玻璃器皿。玻璃器皿應(yīng)使用鹽酸溶液浸泡后清洗，若沒有清洗干凈而殘留污垢，易對檢測結(jié)果造成影響。三是控制好顯色反應(yīng)的溫度和時間。不同溫度和時間條件下，顯色反應(yīng)吸光度存在較大的差異。從本次研究可知，總磷檢測中，影響因素涉及人員、儀器、物料、環(huán)境等方面。人員要持證上崗，儀器要符合計量要求，物料必須合格。應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求操作，采取有效的控制措施，彌補漏洞，保證總磷測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而為水質(zhì)改善提供有效數(shù)據(jù)支撐。