钼酸铵分光光度法准确测定水中总磷浓度的有关问题分析
2014-08-15孙小兰
文/孙小兰
引言
以各种磷酸盐的形式存在于天然水和废水中的磷,既是生物生长的必须元素之一,同时其总量浓度也是反映水体受污染和湖库水体富营养化程度的指标之一。因此,准确有效的测定水体中总磷的浓度具有非常重要的意义。
目前,水体中总磷浓度测定的方法有很多,如钼酸铵分光光度法、氯化亚锡还原钼蓝法和离子色谱法等,这些检测方法在准确度、精密度和灵敏度上均可满足要求。
《水质-总磷的测定-钼酸铵分光光度法》(GB11893-1989)中所采用的是过硫酸钾氧化-钼酸铵分光光度法的方法,这是环境监测人员应该全面掌握的国标分析方法,但是,根据实验中的经验及数据结果的显示,这一方法亦存在一些容易影响检测结果的因素。
本文对国标法——过硫酸钾消解、钼酸铵分光光度法测定水质总磷浓度的有关影响因素进行分析探讨,为提高水质总磷测定结果的准确度、精确度提供保障。
钼酸铵分光光度法测定总磷浓度的影响因素
钼酸铵分光光度法测定水质总磷浓度的步骤一般分为两步:第一步是消解,即在高温高压条件下,利用过硫酸钾氧化被测试样,将其所含不同形态的磷转化为正磷酸盐;第二步是显色,即将正磷酸盐与钼酸铵及酒石酸锑钾反应生成磷钼杂多酸,然后加入抗坏血酸还原生成蓝色络合物磷钼蓝,用分光光度法测定其吸光度从而计算得出总磷的浓度。
(1)水样的采集、保存对测定的影响。由于总磷极易吸附,因此采样前采样瓶必须清洗干净。正确的方法是用稀盐酸清洗后依次用自来水、蒸馏水冲洗数次。并且如果水样的含磷量较少时,不应该使用塑料瓶。样品采集后应立即进行分析,如不能立即分析,则应加硫酸酸化至pH≤1进行保存,在24小时内进行分析。
(2)水样的pH值调节对测定的影响。在实验时,消解前必须将水样的pH值调节至中性。一般来讲,我们要么直接加入固体NaOH来调节,要么加入NaOH溶液来调节,前者难以控制加入量而容易导致加入试剂过量,而后者因为加入了溶液且使用pH试纸而容易影响水样的总体积从而影响总磷的最终测定结果。
(3)水样中干扰物质对测定的影响。由于水样中的砷、硫化物、铜、六价铬、铁和氟化物等的浓度达到一定程度后会产生干扰,从而影响总磷的测定结果。因此,可采用一些针对这些物质的物理性质和化学性质的反应来予以消除。
(4)消解对测定的影响。目前,总磷测定中水样的消解一般有蒸汽消解和压力消解,这些方法均要求消解后样品应自然冷却以避免因压力差而导致水样外溢从而影响总磷测定结果的准确性。实验时,分析人员切不可为缩短实验时间而强行为之。
(5)标准曲线对测定的影响。国标方法中提到标准曲线须与样品同时消解,但在实际实验中我们发现是否对标准溶液进行消解对实验结果无显著性差异,其主要原因为用于配制标准溶液的磷酸二氢钾为正磷酸盐,而实验中消解的目的即为将缩合磷酸盐和有机磷转化为正磷酸盐,因此,为提高实验效率,标准曲线可不进行消解。
(6)样品过滤顺序对测定的影响。实验中,分析人员对浑浊水样的处理有所不同,有人选择先进行过滤除去固体物质再进行消解,或者在显色后进行过滤,正确的方法应该是在水样消解后显色前进行过滤。
因为磷酸盐易于吸附在固体物质表面且水样中可能含有部分不溶性含磷物质,应通过消解尽可能的将其转化成正磷酸盐,所以应该先消解后过滤。另外,如果显色后再进行过滤,那么滤纸会大量吸附成色的磷钼蓝而使得测定结果偏低。
(7)色度补偿对测定的影响。实验中有时发现有的样品消解后有颜色,会影响总磷结果的测定,因此我们需要对其进行色度补偿。
色度补偿的方法是先配置色度补偿液,然后加入到与被测水样相同体积的水样中,定容后测定其吸光度值作为校正吸光度值,最后用水样测得的吸光度值减去校正吸光度值再进行浓度计算。
(8)显色温度和时间对测定的影响。显色反应的本质是分子间的有效相互碰撞,温度高分子运动较快,分子间的有效碰撞机会增加,因此显色温度提高时显色时间相应缩短。
实验时应根据显色温度适当调整最佳显色时间,一般最佳显色温度为15℃-25℃之间,显色时间为15Min左右,且最好在20Min内完成测定以避免褪色反应造成影响。
(9)比色皿吸附对测定的影响。成色后的磷钼蓝很容易吸附在比色皿壁上从而影响测定结果,实验时可采用尽量由低浓度向高浓度测定的顺序进行,且每测完一个样品后尽量用蒸馏水冲洗比色皿三次后再进行下一个样品的测试,实验结束后用铬酸洗液或稀硝酸浸泡比色皿,最好用蒸馏水冲洗干净。
结语
用过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法测定水质总磷的含量简单易行,结果的准确度、精确度和灵敏度均可满足要求,但是在测定过程中尚有许多的影响因素。
因此,要严格控制好样品的采集与保存、pH值、干扰物质、消解、色度补偿、显色和比色皿的清洗等各个环节,以获取更准确的总磷测定结果,更好地为环境保护工作提供数据保证。