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水體中總磷含量是評價水質富營養化程度的核心指標之一,其準確測定對于水環境質量評估、污染溯源及治理成效驗證具有重要的科學價值與實踐意義??偭缀w溶解態磷、顆粒態磷、有機磷及無機磷等多種形態。 在現行各類總磷檢測方法中,鉬酸銨分光光度法(亦稱鉬銻抗分光光度法)因操作簡便、靈敏度高、準確度可靠,被確立為國家標準方法(GB 11893-89),廣泛應用于地表水、污水及工業廢水的總磷測定。以下從方法原理、操作流程及質量控制三個層面進行系統闡述。 一、方法原理 鉬酸銨分光光度法測定總磷的原理可分為氧化消解與顯色檢測兩個階段。在氧化消解階段,于中性條件下加入過硫酸鉀(或硝酸-高氯酸)作為氧化劑,將水樣中所有形態的磷全部氧化為正磷酸鹽。過硫酸鉀在60℃以上水溶液中分解生成氫離子和氧,所產生的氧可將各類磷化物轉化為正磷酸。 在顯色檢測階段,消解后的正磷酸鹽在酸性介質中與鉬酸銨發生反應,并在銻鹽(酒石酸銻鉀)存在下生成磷鉬雜多酸。該雜多酸隨即被還原劑抗壞血酸還原,生成藍色絡合物——磷鉬藍。該藍色絡合物的顏色深度與正磷酸鹽濃度成正比,符合朗伯-比爾定律。在波長700 nm處測定該絡合物的吸光度,扣除空白試驗吸光度后,通過工作曲線查得對應磷含量,即可計算水樣總磷濃度。當取樣量為25 mL時,本方法檢出限為0.01 mg/L,測定上限為0.6 mg/L。 二、試劑與儀器 測定所需主要試劑包括:硫酸(密度1.84 g/mL)、過硫酸鉀溶液(50 g/L)、抗壞血酸溶液(100 g/L)、鉬酸鹽溶液(由鉬酸銨與酒石酸銻鉀在硫酸介質中配制而成)、氫氧化鈉溶液(1 mol/L及6 mol/L)以及磷標準貯備溶液。試劑配制應使用符合國家標準的分析純試劑和蒸餾水或同等純度的水。抗壞血酸溶液需貯存于棕色試劑瓶中,于冷暗處保存,如出現變色或渾濁則不可使用;鉬酸鹽溶液同樣應貯存于棕色瓶中,冷藏條件下可保存約一個月。磷標準貯備溶液應準確稱取經110℃干燥2小時的磷酸二氫鉀配制。 核心儀器設備為分光光度計,配備10 mm或30 mm比色皿,可在700 nm波長處進行吸光度測量。此外需配備醫用手提式蒸汽消毒器或壓力鍋(用于過硫酸鉀消解)、可調溫電爐(用于硝酸-高氯酸消解)及一般實驗室常用玻璃器皿。 三、操作步驟 樣品采集與保存環節,應采集500 mL水樣于玻璃瓶中(塑料瓶對低濃度磷酸鹽存在吸附作用),立即加入硫酸調節pH至≤1,以抑制微生物活動對磷形態的轉化影響。采樣容器應預先用熱稀鹽酸清洗。 樣品消解環節,取25 mL混勻水樣于消解管中,加入4 mL過硫酸鉀溶液,蓋緊管塞后用紗布扎緊,置于蒸汽消毒器中于120℃消解30分鐘。消解結束后取出冷卻。對含大量有機物的未處理廢水,可采用硝酸-高氯酸消解法作為仲裁手段。消解后若出現渾濁,應先行過濾再定容。 顯色與測定環節,向消解并冷卻后的樣品中加水至25 mL刻度,加入1 mL抗壞血溶液混勻,30秒后加入2 mL鉬酸鹽溶液充分混勻。在室溫下放置15分鐘進行顯色反應。顯色完成后,以水為參比,于700 nm波長處測量吸光度。顯色反應在15至25分鐘內較為穩定,應在此時間窗口內完成測定。 工作曲線的繪制,取磷標準使用溶液配制系列濃度標準點,按照與樣品相同的顯色操作測定各點吸光度,以磷含量對吸光度進行線性回歸,建立工作曲線。
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