钼酸铵分光光度法测定水中总磷的主要影响因素研究

辛建珍

（清远市清环检测技术有限公司，广东 清远 511500）

在天然水与废水中，磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在，它们分别为正磷酸盐、缩合磷酸盐（焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐）和有机结合的磷（磷脂等），它们存在于溶液中、腐殖质粒子中或水生生物中[1]。合成洗涤剂、冶炼、化肥等行业的工业废水、生活污水中常含有较大量的磷。一般来说，在天然水体中，磷酸盐含量反而不高。磷作为生物生长的必需元素，有着不可或缺的作用。但水体中磷含量大于0.2 mg/L，易导致藻类过度繁殖而出现不利于水体的情况（如富营养化），从而导致水质变坏。磷作为评价水质的重要指标之一，准确了解其含量，对水环境治理起到积极的技术支持作用[1]。

1 试验原理和步骤

1.1 试验原理

通常，按水中磷存在的形式，分别测定溶解性正磷酸盐、总溶解性磷和总磷（有机磷和无机磷）[1]。在碱性过硫酸钾消解条件下，本次试验探索钼酸铵分光光度法测定水中总磷的主要影响因子。首先，在中性条件下，用碱性过硫酸钾使试样消解，将所含磷全部氧化为正磷酸盐。然后，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，其立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的络合物[2]。在特定波长下，结合显色反应，测定吸光度，并做校准曲线，从而得出磷含量。

1.2 试验药品与仪器

试验药品有硫酸（优级纯）、氢氧化钠（优级纯）、过硫酸钾、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸锑钾和磷标准使用液。所用试剂均为市售合格试剂。所用纯水均为合格纯水。主要试验仪器有配备比色皿（光程30 mm）的可见分光光度计、立式压力蒸汽灭菌器、具塞磨口玻璃比色管（容量50 mL）。所用仪器均已进行内部校准、计量校准或计量检定。

1.3 试验步骤与方法

取7 支50 mL 具塞磨口比色管，分别加入0.00 mL、0.50 mL、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、10.00 mL、15.00 mL 磷标准使用液（浓度2.0 mg/L），加水至25 mL，沿比色管壁向试样中加入4 mL 过硫酸钾溶液，盖上塞子，用一小块纱布和线将玻璃塞扎紧，放在大烧杯中置于立式压力蒸汽灭菌器中加热（检查气密性，设置立式压力蒸汽灭菌器各项参数：压力108 kPa，温度121 ℃，加热时间30 min）。高温消解完成后，待压力表的示值为零，取出比色管放冷。

向各份试样加水稀释至标线50 mL，分别加入1 mL抗坏血酸溶液（浓度100 mg/L），混合均匀，30 s 后加入2 mL 酸性钼酸盐溶液，混合均匀后室温下放置。放置15 min 后，在700 nm 波长处，使用30 mm 比色皿，用纯水做参比，测定各试样吸光度，绘制校准曲线（需要扣除空白试验的吸光度），见表1，工作曲线y=0.0270x+0.0084，r=0.9996。

表1 总磷校准曲线结果

2 试验结果与讨论

2.1 空白测定值的影响因素

《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》（GB 11893—1989）在质量保证和质量控制中没有明确提出对空白吸光度的要求，参照《国家地表水环境质量监测网监测任务作业指导书（试行）》要求，空白吸光度应控制在0.007 以下[3]。不同批次的硫酸对空白吸光度影响大[4]，在本次钼酸铵分光光度法测定总磷的试验中，使用的氢氧化钠、硫酸均为市售有证，经过验收合格的试剂（均为优级纯）。这里仅对过硫酸钾、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸锑钾4 种药品进行对比试验。选取3 家市售不同厂家生产的过硫酸钾、抗坏血酸，2 家市售不同厂家的钼酸铵、酒石酸锑钾进行空白吸光度试验，试验结果如表2所示。

表2 不同厂家试剂条件下总磷的空白吸光度

从试验结果可知，对于不同厂家生产的过硫酸钾、抗坏血酸，即使是市售合格的试剂，由于试剂的质量不同，纯度不同，空白吸光度的值存在较大的差异。对于不同厂家生产的钼酸铵、酒石酸锑钾，只要是市售合格的，对空白吸光度的影响都不大。因此，钼酸铵分光光度法所用的过硫酸钾和抗坏血酸都应进行空白吸光度检验，符合要求后才可用于试验，以降低空白过高对总磷测定的影响。

2.2 显色时间和显色温度的影响

钼酸铵分光光度法中，显色反应在室温下进行。标准备注说明，若显色时室温低于13 ℃，可在20～30 ℃水浴上显色15 min[2]。这表明不同显色温度、不同显色时间对吸光度是有影响的。为了分析室温不同、时间不同对总磷显色反应的影响程度，根据清远市天气状况，选择在冬季适宜温度下进行相关试验。试验结果如表3所示，其中，磷标准使用液浓度为5.00 mg/L。

表3 不同显色温度与显示时间对总磷含量的影响

试验发现，温度为13～20 ℃时，显色时间20 min的试验数据较接近配制的标准溶液真值；温度为20～30 ℃时，显色时间15 min 的试验数据较接近配制的标准溶液真值。由此可知，不同温度下不同的显色时间都会影响试样检测结果。如果显色时间不充足，总磷和试剂的化学反应不完全，颜色没有充分显示出来，就会影响分光光度计波长的吸收，导致试验数据偏低；显色时间太长，空气氧化分解试验反应后的物质，物质挥发也会对反应最终显色产生影响，从而导致试验数据偏低。为了保证试验数据的准确性，总磷检测所需的试验环境、温度以及其他试验条件应满足试验要求。

2.3 玻璃器皿的洁净程度和仪器要求

试验中，比色管、比色皿等玻璃器皿新启用前不清洗，或者多次使用后只用清水冲洗，易导致空白值过大[5]，更容易出现标准曲线异常点。而玻璃器皿用盐酸（浓度10%）浸泡清洗后，标准曲线点出现异常的现象大大减少。立式压力蒸汽灭菌器应定时清洗，其压力表应定期检定，要定期检查灭菌器橡胶密封圈密封情况，避免因漏气减压导致试验数据误差。

3 结论

钼酸铵分光光度法测定水中总磷时，影响检测结果的因素主要有空白测定、试剂质量、显色水温和显色时间。为了达到质量控制要求，要严格把握影响总磷检测结果的因素。一是要使用验收合格的试剂。钼酸铵分光光度法测定水中总磷，钼酸铵、酒石酸锑钾只要是市售合格的试剂，均可使用。对于过硫酸钾和抗坏血酸，不同厂家的产品质量不同，纯度不同，会影响空白吸光度，容易对低浓度样品的检测造成较大影响。过硫酸钾溶液配制过程中，温度过高会导致过硫酸钾分解失效，因此配制时应控制水浴温度在60 ℃以下[2]。二是应保证整个试验过程使用洁净的玻璃器皿。玻璃器皿应使用盐酸溶液浸泡后清洗，若没有清洗干净而残留污垢，易对检测结果造成影响。三是控制好显色反应的温度和时间。不同温度和时间条件下，显色反应吸光度存在较大的差异。从本次研究可知，总磷检测中，影响因素涉及人员、仪器、物料、环境等方面。人员要持证上岗，仪器要符合计量要求，物料必须合格。应严格按照标准要求操作，采取有效的控制措施，弥补漏洞，保证总磷测定结果的准确性，从而为水质改善提供有效数据支撑。