总磷测定仪校准方法

2021-01-25吴永顺黄金梅李域于得水

化学分析计量 2021年1期

吴永顺，黄金梅，李域，于得水

(陕西省计量科学研究院，西安 710065)

总磷是指海水、地表水、地下水等水体中无机磷和有机磷的总和，水中的磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在，其主要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。水体中的磷是藻类生长需要的一种关键元素，过量磷是造成水体污秽异臭、湖泊发生富营养化以及海湾出现赤潮的主要原因［1-6］，因此准确测定水体中的磷含量具有十分重要的意义。

目前对水中总磷的测定较多依据钼酸铵分光光度法［7-14］。依据此原理制备的总磷测定仪作为常规水样中总磷的分析仪器，广泛应用于厂矿企业排污口监测、城市污水处理工厂进出口监测、江河湖泊水质监测和污水治理设施过程控制中。钼酸铵分光光度法采用过硫酸钾使水样所含磷全部氧化为正磷酸盐，正磷酸盐与钼酸铵反应生成蓝色络合物，根据在特定波长处的吸收度进行定量分析。目前JJG 1094-2013 《总磷总氮水质在线分析仪》检定规程仅用于在线总磷分析仪的检定［15-16］，而实验室用总磷测定仪，则没有相应的计量检定规程或校准规范，使得该类仪器的校准缺乏可靠的技术依据，导致其无法进行量值溯源，从而影响了计量工作在环境检测领域的开展。

笔者根据总磷测定仪的工作原理，结合实际检测工作需求，建立了一种总磷测定仪的校准方法，提出了校准项目和技术指标。

1 实验部分

1.1 总磷测定仪工作原理

总磷测定仪由高温消解模块和光度计分析模块组成，用于测量水中磷酸盐浓度。在消解过程中，所有价态的磷化合物均转换成可被光度分析的正磷酸盐，采用钼酸铵分光光度法进行定量分析。

1.2 主要仪器与试剂

总磷测定仪：5B-3B(V)8 型，兰州连华环保科技有限公司。

温度计：测量范围为100～200℃(0.5℃级)，高碑店市兴华电子仪器厂。

电子秒表：最小分度值为0.1 s，上海手表五厂。实验所用容量瓶、移液管：均为A 级。

水中总磷溶液标准物质：标准物质编号为GBW(E) 082645，Urel=2%(k=2)，四川中测标物科技有限公司。

1.3 环境条件

温度：15～35℃；相对湿度：不大于85%；无影响仪器正常工作的电磁场干扰和震动。

2 校准项目与方法

校准包括温度示值误差和温场均匀性、消解时间示值误差、仪器示值误差、仪器重复性、示值稳定性5 个项目。

2.1 温度示值误差和温场均匀性

参照仪器说明书，将消解炉设置为所需温度，预热1 h 后，选取均匀的6 个消解孔，将温度计分别插入各个消解孔中，待温度稳定后，每间隔1 min 读取数值1 次，共读取3 次，求其平均值。

温度示值误差按照式(1)进行计算：

式中：W——温场均匀性，℃；

Tmax——温度最高炉孔的温度示值，℃；

Tmin——温度最低炉孔的温度示值，℃。

2.2 消解时间示值误差

待仪器温度示值稳定后，按下仪器消解键，开始计时，待消解结束时，停止计时，记录消解时间，重复3 次。

消解时间示值误差按照式(3)进行计算：

2.3 仪器示值误差

待仪器预热稳定后，按照使用说明书的要求，将仪器调试至正常工作状态，在仪器常用量程范围内，分别对20%、50%和80%浓度点的总磷标准溶液进行测量，分别测量3 次，按照式(4)计算每个浓度点的示值误差，取其中绝对值最大值对应的数值作为仪器的示值误差。

2.4 仪器重复性

选取40%的总磷标准溶液，在1.3 环境条件下重复测量7 次，记录仪器示值，仪器重复性按照式(5)进行计算：

2.5 示值稳定性

选取仪器量程80%的总磷标准溶液进行测量，读取示值，观察20 min，每隔2 min 记录一次仪器示值，示值稳定性按公式(6)进行计算。取绝对值最大的作为仪器示值稳定性。

3 校准结果与讨论

按照上述校准方法，对兰州连华环保科技有限公司生产的5B-3B(V)8 型总磷测定仪进行校准。

3.1 温度示值误差和温场均匀性

将消解炉温度设置为120℃，预热1 h，选取编号分别为1#、4#、6#、11#、13#、15#6 个消解孔，将温度计分别插入各消解孔中，待温度稳定后，每间隔1 min，读取1 次数值，共读取3 次，求其平均值。温度示值误差和温场均匀性的校准结果见表1。由表1 可知，仪器温度示值误差为1.1℃，温场均匀性为0.6℃。