紫外分光光度计测定环境水样中的总磷

　　磷元素在环境水体中十分常见，主要来源于生活废水和工业废水当中，其也是反映环境水体污染程度和水体富营养化程度的重要指标。在实际生活中，如果水体中磷含量超标，不仅会加剧环境水体的污染，而且也会造成藻类的过渡繁殖，达到一定数量会使水质富营养化，降低水体的透明度。因此，如何准确测定水体中的磷含量就成为环境监测部门的工作难点。紫外分光光度计作为一种利用分光光度法对物质进行定量定性分析的仪器，具有适用性广、灵敏度高和测量精度高等优点，能够较好地应用于水体磷含量的测定工作中。本文通过紫外分光光度计测定环境水样中的总磷，结果显示该方法的线性关系良好，相关系数0.9999，检出限4.52×10-3mg/L，相对标准偏差0.5%，加标回收率96.6%～102%，总体测定结果令人满意。 
　　1.实验部分 
　　1.1 实验原理 
　　在中性条件下用过硫酸钾（或硝酸-高氯酸）使试样消解，将所含磷全部氧化为正磷酸盐。在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸盐反应，在锑盐存在下生成磷钼杂多酸后，立即被抗坏血酸还原，生成蓝色络合物。 
　　1.2 主要仪器 
　　TU-1810SPC紫外可见分分光光度计，配有计算机UVWIN5软件系统；医用手提式蒸气消毒器或一般压力锅（1.1～1.4kg/cm2）。 
　　1.3 主要试剂 
　　1）（1+1）硫酸。 
　　2）10%抗坏血酸溶液：溶解10g抗坏血酸于水中，并稀释至100ml。该溶液贮存在棕色玻璃瓶，约4℃可稳定几周。 
　　3）钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵[（NH4）6Mo7O24·4H2O]于100ml水中，溶解0.35g酒石酸锑氧钾（K（SbO）C4H4O6·1/2H2O）于100ml水中。在不断搅拌下，将钼酸铵溶液慢慢加到300ml（1+1）硫酸中，加酒石酸锑氧钾溶液并且混合均匀。贮存在棕色的玻璃瓶中于约4℃保存。 
　　4）磷酸盐贮备溶液：将优级纯磷酸二氢钾（KH2PO4）于110℃干燥2h，在干燥器中放冷。称取0.2197g溶于水，移入1000ml容量瓶中。加（1+1）硫酸5ml，用水稀释至标线。此溶液每毫升含50.0ug磷（以P计）。 
　　5）磷酸盐标准溶液：吸取10.00ml磷酸盐贮备液于250ml容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含2.00ug磷。临用时现配。 
　　6）5%过硫酸钾溶液：溶解5g过硫酸钾于水中，并稀释至100ml。 
　　1.4 实验步骤 
　　1.4.1 消解 
　　取25mL待测水样置于50mL具塞刻度管中，向试样中加4mL过硫酸钾，将具塞刻度管的盖塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧，放在大烧杯中置于高压蒸气消毒器中加热，待压力达1.1kg/cm2，相应温度为120℃时，保持30min后停止加热。待压力表读数降至零后，取出放冷。然后用水稀释至标线。 
　　注：如用硫酸保存水样。当用过硫酸钾消解时，需先将试样调至中性。 
　　1.4.2 发色 
　　水样消解好后，取出刻度管用流水冷却，旋开外盖，用蒸馏水冲洗内盖干净后，收集试液于50ml比色管中，定容，分别向各份消解液中加入1ml抗坏血酸溶液，混匀，30s加2ml钼酸溶液，充分混匀。 
　　1.4.3 分光光度测量 
　　室温下放置15min后，使用光程为30mm比色皿，在700mm波长下，以水做参比，测定吸光度。扣除空白实验的吸光度后，从工作线上查得磷的含量。 
　　1.4.4 空白实验 
　　按上述步骤（1.4.1-1.4.3）规定进行空白实验，用水代替试样，并加入与测定相同体积的试剂。 
　　注：如显色时室温低于13℃，可在20～30℃水浴上显色15min即可。 
　　1.5 工作曲线的绘制 
　　取7支50mL具塞刻度管，分别加入0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0mL磷酸盐标准溶液（2.0mg/L-1）。加水至25mL。然后按测定步骤1.4.2-1.4.3进行处理。此时磷标准系列的含量分别为0.00、0.02、0.04、0.12、0.20、0.40、0.60mg/L-1。标准曲线线性回归方程为y=0.0592x+0.002，相关系数为0.9999。 
　　2.实验结果与讨论 
　　2.1 检出限测定 
　　{HJ*5/9以新鲜蒸馏水代替试料，加入与测定时相同体积的试剂，按1.4的实验方法，用3cm比色皿每天进行2个平行样的测定，共测定6d，求出批内标准偏差Swb，见表1，计算出该方法的检出限L为2.24×10-3mg/L，平均值为0.0033mg/L，标准偏差Swb为0.6×10-3。 
　　表1 6d空白实验测定值 
　　2.2 线性范围 
　　采用中国计量科学研究院研制的磷溶液标准样品（编号10071）配制总磷标准溶液，在TU-1810SPC紫外可见分光光度计上进行测定，并且绘制成标准曲线。经过10次测定的相关系数r值均在0.9997～1之间，斜率范围在0.05920～0.06050之间。 
　　2.3 精密度的测定 
　　配制3种不同浓度的总磷标准样品，进行连续6d的测试，每次测定2个平行样，求得其相对标准偏差在0.4%～2.8%之间，结果见表2。 
　　2.4 准确度 
　　2.4.1 质控样的测定 
　　采用本方法对水利部水环境评价研究中心研制的总磷质控样品进行测定，其测定结果均在误差允许范围内，结果见表3。 
　　2.4.2 样品加标回收试验 
　　由于废水中磷的成分较复杂，其组成很不稳定，因此，回收率试验的取样和测定的难度也较大。采集本地区地表水、工业废水和污水厂各工艺段水样进行测定，同时进行加标回收测定，测定方法同1.4，测定结果见表4。 
　　3.结论 
　　通过紫外分光光度计测定环境水样中总磷的研究可知，分光光度计具有精密度高、适用性广和灵敏度高等优点，是一种经济的、行之有效的测定仪器，比较适用于环境水体磷含量的测定工作，同时测定结果显示，该方法的线性关系良好，相关系数0.9999，检出限4.52×10-3mg/L，相对标准偏差0.5%，加标回收率96.6%～102%，测定结果符合国家标准。