不同方法测定磷的比较与分析

胡星磊

（浙江农林大学，浙江 杭州 311300）

在一般废水中，磷几乎都以元素磷、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[1]。它们存在于溶液中、腐殖质粒子中或水生物中[2]。总磷能够反映水体受污染程度，是水体质量评价的一项重要指标。而磷的测定在样品采集保存和实验室测定过程中容易受到各类干扰，这历来是水质监测工作中的难点。此次研究就是针对不同测定磷含量方法的比较，分析出各种情况下最适宜的方法，提高实验的准确性。

1 方法介绍

钼酸铵分光光度法是在中性条件下用采用微波消解法[3-4]，加入过硫酸钠[5]使试样恒温干燥后[6]，用光程为1 cm 比色皿[7]，在700 nm 波长下测定吸光度，绘制磷含量标准曲线。本方法最低检出限为0.01 mg/L，测定上限为0.6 mg/L。本标准[8]适用于地面水、污水和工业废水。

钒钼磷酸比色法是取磷酸盐标准溶液0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL 于50 mL 比色管中，取35 mL 振摇混匀的水样于50 mL 比色管中，加入10 mL 钒酸盐-钼酸盐试剂，加纯水至刻度，混匀。放置10 min。于400 nm 波长处，用1 cm 比色皿，以纯水作参比，测定样品管中吸光度，绘制标准曲线。本方法最低检测限为17.72 μg，最低检测质量浓度为0.51 mg/L[9]。

电感耦合等离子体发射光谱法按产品标准的规定[10]制备试液和空白溶液。量取相同体积的试液，分别加入成比例的标准溶液。在规定的仪器条件下，分别测定相应的谱线强度值。以加入标准溶液质量浓度为横坐标，对应的谱线强度值为纵坐标，绘制曲线。该方法适用于地表水、地下水、生活污水和工业废水中总磷的测定。此方法总磷检出限为0.06 mg/L[11]。

2 结果与分析

2.1 钼酸铵分光光度法

2.1.1 准确度分析

实验共选取3 组质量浓度分别为0.08、0.4、1.2 μg/mL 进行实验，每组各设置3 个平行样，按照上述方法进行操作。对上述实验数据进行处理，分别计算每组的绝对误差和相对误差，分析后可得，当质量浓度为0.08 μg/mL 时，平均相对误差达到了49.18%，远远超出标准值（±1.9%）；当质量浓度为0.4 μg/mL时，平均相对误差也达到了-6.60%，同样也超出了标准；而当质量浓度为1.2 μg/mL 时，平均相对误差小于标准值（±1.9%）。本次实验数据经分析可知，低于0.08 μg/mL 时，误差十分大，因此，此方法适合质量浓度0.08 μg/mL 以上的溶液测定。

2.1.2 精密度分析

选取3 组同上质量浓度实验，处理实验数据，分别计算每组的绝对偏差、相对偏差、标准偏差、平均偏差、相对平均偏差和变异系数，数据分析后可得当质量浓度为0.08 μg/mL 时，相对偏差最低仅达到了-0.43%，低于标准；而标准偏差更是只有0.04%，远低于标准值（±0.75%）；平均偏差、相对平均偏差和变异系数等计算值均低于标准，数据可信度高。当质量浓度为0.4 μg/mL 时，相对偏差最低的也达到了-0.34%，同样也未超出标准；而标准偏差更是只有0.12%，远低于标准值（±0.75%）；平均偏差、相对平均偏差和变异系数等计算值均低于标准。且当质量浓度为1.2 μg/mL时，各数据均低于标准。

2.2 钒钼磷酸比色法

2.2.1 准确度分析

实验共选取3 组质量浓度分别为1、3、5 μg/mL进行实验，每组各设置3 个平行样，按照上述方法进行操作。对上述实验数据进行处理，进行分析可得当质量浓度为1 μg/mL时，平均相对误差达到了-2.58%，略微超出标准；当质量浓度为3 μg/mL 时，平均相对误差也达到了2.15%，同样也超出了标准。经初步分析，为3 次测量时，其中有一个数据的测量产生了较大的误差，导致相对误差的偏大。而当质量浓度为5 μg/mL 时，平均相对误差是-1.33%，达到了标准。本次实验的数据经分析低于标准要求值，因此本实验方法测定结果的准确度是可靠的。

2.2.2 精密度分析

选取3 组同上质量浓度实验，处理实验数据，数据处理与2.1.2 相同，将处理后数据进行分析可得，当质量浓度为1 μg/mL 时，相对偏差最低达到了-1.89%，低于标准；而标准偏差为1.59%，高于标准值；平均偏差、相对平均偏差和变异系数等计算值也均高于标准；当质量浓度为3 μg/mL 时，相对偏差最低也达到了1.50%，同样也未超出标准；而标准偏差更是为4.22%，远高于标准值；平均偏差、相对平均偏差和变异系数等计算值也均高于标准。且当质量浓度为5 μg/mL 时，相对偏差也达到了标准；各项指标均高于标准。

2.3 电感耦合等离子体发射光谱法

2.3.1 准确度分析

本实验共选取了3 组浓度分别为0.08、0.4、1.2 μg/mL 进行实验，每组各设置3 个平行样，按照2.2 的方法进行操作。对上述实验数据进行处理，分别计算每组的绝对误差和相对误差，然后进行分析可得当质量浓度为0.08 μg/mL 时，平均相对误差竟达到-16.75%，远远超出了标准。当质量浓度为0.4 μg/mL时，平均相对误差达到了-1.80%，略微低于标准。而当质量浓度为1.2 μg/mL 时，平均相对误差也略微超出了标准，为-3.35%。由此可得出结论，此方法的准确度比较高，但是低于0.08 μg/mL 时，误差十分大，因此，此方法适合质量浓度0.08 μg/mL 以上的溶液测定。

2.3.2 精密度分析

选取3 组同上浓度实验，处理实验数据，数据处理与2.1.2 相同，将处理后数据进行分析可得当浓度为0.08 μg/mL 时，相对偏差最低达到了-1.31%，略高于标准；而标准偏差更是只有0.09%，远低于标准值；平均偏差为0.06%、相对平均偏差是0.87%和变异系数即RSD=1.29%等计算值均低于标准，数据可信度高。当质量浓度为0.4 μg/mL 时，相对偏差最低的也达到了-2.72%，超出标准。而标准偏差有0.99%，低于标准值；平均偏差低于标准，相对平均偏差和变异系数等计算值均略高。且当质量浓度为1.2 μg/mL时，除相对偏差未达到标准；其余指标均略高于标准。

2.4 3 种方法比较

2.4.1 准确度比较

选取的3 种实验，纵向的准确度已经经过分析，得出了各种方法对于准确度重现的表现，对3 种方法准确度横向的比较也需分析。选择平均相对误差作为比较的要素，3 种方法各用了低、中、高3 种浓度的溶液进行实验。得出以下结论：在低浓度时，钼酸铵分光光度法的准确度最低，且远远超过了标准，电感耦合等离子体发射光谱法的准确度最高；中等浓度时，仍然是钼酸铵分光光度法的准确度最低，电感耦合等离子体发射光谱法的准确度最高，但是三者的准确度相比于标准来说都比较高；高浓度时，钼酸铵分光光度法的准确度最低，准确度最高的为钒钼磷酸比色法。综合来看，对于准确度的体现，是电感耦合等离子体发射光谱法最好，而钼酸铵分光光度法是最差的。

2.4.2 精密度比较

选取的3 种方法进行精密度横向的比较。选择相对标准偏差作为比较的要素，3 种方法各用了低、中、高3 种浓度的溶液进行实验。得出以下结论：在低浓度时，钼酸铵分光光度法的精密度最高，钒钼磷酸比色法的精密度最低；中等浓度时，仍然是钼酸铵分光光度法的精密度最高，而电感耦合等离子体发射光谱法的精密度成了最低；高浓度时，还是钼酸铵分光光度法的精密度最高，精密度最低的还是电感耦合等离子体发射光谱法。综合相对来看，对于精密度的体现，是钼酸铵分光光度法最好，而电感耦合等离子体发射光谱法是最差的。但是三者的精密度相比于标准（5%）来说都比较低，均未超过3%，说明3 种方法的精密度都很好。

3 结论

综上所述，在环境问题日益严峻的情况下，水资源的污染十分严重，为了保护好环境，在进行环境监测时，水质总磷测定工作要根据实际情况选择合适的测定方法。本课题为了确保水质的测定结果更加准确，实验了3 种方法，每种方法都有各自适合的范围以及方便程度的高低。得出以下结论：在低质量浓度（低于0.08 μg/mL）条件下，钼酸铵分光光度法的准确度最低，平均相对误差为49.18%，电感耦合等离子体发射光谱法准确度最高，平均相对误差为-1.68%。考察准确度时应优先考虑电感耦合等离子体发射光谱法。但是三者的精密度都小于3%，完全符合标准，考察精密度时3 种方法均可选用。本研究确保方法的多样性与准确度，从而为水质治理提供有效的依据。