水质总磷测定的问题探讨及改进

水质总磷测定的问题探讨及改进

【摘要】本文对国标GB 11893-1989中过硫酸钾消解、钼酸铵分光光度法测定水中总磷的方法进行实践和研究。并对主要影响因素如水样保存、消解方法、浊度干扰、显色时间、显色温度等影响测定结果的条件进行探讨，并将水样前处理改用恒温干燥箱消解法测定结果符合精密度和准确度的要求，操作简便安全，具有一定实用价值。

【关键词】总磷；影响因素；探讨；改进

1.实验原理

在中性条件下用过硫酸钾使试样消解，将所含磷全部氧化为正磷酸盐。在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵反应，在锑盐存在下生成磷钼杂多酸后，立即被抗坏血酸还原，生成蓝色络合物。[1]

2.仪器和试剂

2.1仪器

医用手提式蒸汽消毒器或一般压力锅（1.1～1.4kg/cm2）。

恒温干燥箱

50mL具塞比色管

分光光度计

2.2试剂

（1）过硫酸钾溶液，50g/L 。

（2）抗坏血酸溶液，100g/L。

（3）钼酸盐溶液。

（4）磷标准储备溶液：1.00mL此标准溶液含50.0μg磷。

（5）磷标准使用溶液：1.00mL此标准溶液含2.0μg磷。

3.影响总磷测定的因素及方法改进

3.1样品采集及保存

水样总磷不稳定，采样后应立即分析。如果不能立即进行分析，需取500mL 水样后加入1mL浓硫酸调节水样的pH值≤1，或不加任何试剂于冷处保存，并在24h内尽快测定，当采集含磷量较低的水样时不要用塑料瓶采样，因磷酸盐易吸附在塑料瓶壁上，应保存于玻璃瓶中。[1]

3.2玻璃器皿的清洗和处理

分析过程中所用的玻璃器皿都必须用稀硝酸或铬酸洗液浸泡1h 以上，用自来水清洗后用蒸馏水淋洗数遍，不可用含磷洗涤剂刷洗。新的比色管需先进行与样品完全相同的处理，测定其空白吸光度值。如果比色管空白吸光度值经过多次消解测得较高的，必须剔除。

3.3 pH值的调节

由于样品保存时pH≤1，因此测定前需将水样调节至中性。移取25mL（浓度高时酌量少取）的样品至50mL的烧杯中，用移液管慢慢滴加50%氢氧化钠溶液，至pH试纸测试溶液为中性，记住所滴加氢氧化钠的用量。然后另取25mL 的样品至50mL比色管中，用移液管滴加等量的50%氢氧化钠溶液。

3.4水样的消解方法对比分析

国标GB11893-1989水样预处理采用蒸汽消毒器消解，此消解方法费时费力、安全性稳定性较差、而且工作中经常会出现试样外溢等现象，且压力容器需要专人经培训合格后持证操作等繁琐问题。恒温干燥箱消解法，温度更易于控制，操作简便安全，其自然冷却时间比蒸汽消毒器降温降压的工作时间耗时短，为此本文选用恒温干燥箱消解法与蒸汽消毒器消解法对比试验。

（1）操作过程。

采用环境保护部标准样品研究所研制的总磷标样，按标样使用说明书的要求，稀释至规定体积。分别用两种消解方法对其进行测定。取6组×5支50mL 具塞比色管，1号和2号每个比色管架各放3排×5支比色管，每排为同一浓度的标准物质的5次重复性试验。1号试管架上样品用于蒸汽灭菌器消解前处理，2号用于恒温干燥箱消解前处理。分别取标准物质待测液25mL于比色管中，加入4mL过硫酸钾溶液，将具塞刻度管的盖塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧。将1号比色管架置于高压蒸汽消毒器中加热，待压力达1.1kg/cm2，相应温度为120℃时，保持30min后停止加热。待压力表读数降至零后，取出放冷。然后用水稀释试样至50mL标线。[1]

将2号比色管架放入恒温干燥箱中，待温度达到120℃时计时30min，消解结束后，关闭开关，自然冷却，然后用水稀释试样至50mL标线。

分别向两组比色管中加入1mL抗坏血酸溶液，混匀，30s后加2mL钼酸盐

溶液充分混匀。室温放置15min后，使用光程30mm比色皿，在700nm波长下，以水做参比，测定吸光度，并绘制工作曲线。

（2）测定结果的对比分析。

表1是用恒温干燥箱消解法和蒸汽消毒器消解法同时对三种浓度的标准样品进行测定的比较，从表1可以看出用恒温干燥箱消解法前处理，测得的结果准确度和精密度也符合实验室要求。

表1 两种消解方法测定结果比较

3.5 样品过滤顺序

当水样消解后出现浑浊，水样需先过滤再显色。也有试验者在显色后才对样品进行过滤，本文比较显色前过滤和显色后过滤影响结果的情况。分析准确度过程见表2，标样203939 浓度为0.272±0.015mg/L显色前后过滤测定的结果比较，显色前过滤相对误差较小，结果在受控范围内。显色后过滤检测结果相对误差较大，结果不在受控范围内。因此水样经消解后，过滤只能在显色之前操作。

表2显色前后过滤测定标准物质结果

3.6显色温度与显色时间条件改进

在国标GB 11893-1989中规定显色温度为室温，标注如果显色时室温低于13℃可在20～30℃水浴上显色15min，但没有明确的一个最佳显色温度。试液显色反应的吸光度随时间的增加而增加直至达到一个最大值而后基本稳定不变，显色时间是吸光度达到最大值的时间。由表3看出，25℃时各浓度水样反应时间相差最少，且最高浓度与最低浓度显色时间相差最短，10min的显色时间即可满足高浓度和低浓度的样品同时检测的需求。不会出现15～20℃时高浓度和低浓度样品显色时间均较长的问题。也不会出现30℃以上低浓度未显色完全而高浓度显色完成后等待比色时间较长的现象。因此样品的最佳显色温度为水浴控制的25℃，显色时间为10min。

表3 显色温度和显色时间关系