连续流动分析法测定环境水样中总磷

　　磷是评价水质的重要指标，当它富集到一定程度会引起 “富营养化”， 在这个过程中，水体由于藻类大量增殖和腐烂分解，消耗水中的溶解氧，损害鱼类等水生动物的生长，影响水体生态平衡，降低水的透明度，降低了水资源在饮用、游览和水产品养殖等方面的利用价值，天然水和废水中的磷是以各种磷酸盐的形式存在，主要以正磷酸盐、缩合磷酸盐以及与有机体相结合的磷酸盐等3种形态存在，存在于水体中、腐殖质颗粒或水生生物中。根据研究：可溶性正磷酸盐能被水生植物直接吸收，是引起富营养化的主要形态，所以测定渔业水质中的磷酸盐，有助于评价渔业水体被污染状况和自净状况，控制水体富营养化现象，更有利渔业经济的发展。在生活多用水卫生标准中，水质非常规检验项目磷酸盐限值指标是5mg/L，另外，地表水环境质量标准总磷≤0.2mg/L时，主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区、仔稚幼鱼的索铒场等。因此测定磷在水体中的存在及含量变化规律有重要的意义。目前，测定磷酸盐的方法主要有分光光度法、荧光法、比色法、试管法、流动注射法、系数方程法、电化学法等。这些方法存在操作繁琐、条件不易控制、干扰严重、选择性差等缺点。连续流动分析（continuous flow analysis，CFA）是一种建立在平衡体系基础上的一种分析技术。目前国内已报道将连续流动分析技术用于烟草、农业、环境等领域。本文采用连续流动分析技术，测定环境水样中的总磷，结果理想。利用连续流动分析法测定环境水样中磷酸盐具有自动化程度高、分析速度快、检出限低、节省样品等一系列优点，是总磷常规监测的理想方法。 
　　1 材料与方法 
　　1.1主要仪器与试剂 
　　Futura型连续流动分析仪（法国Alliancea公司）；Cary 100 conc型紫外可见分光光度计（美国Varian公司）；Milli-Q Gradient超纯水机（法国Millipore公司），CP224S电子天平（德国Sartorius公司）；磷酸盐标准溶液、环境标准样品（环境保护部标准样品研究所）；所用试剂均为分析纯；试验用水为超纯水。 
　　1.2仪器工作参数 
　　1.3实验方法 
　　1.3.1反应试剂的配制 
　　1.3.1.1 SDS溶液 
　　准确称取十二烷基硫酸钠（SDS试剂）1.00g，溶解后定容至1000mL。临用前配制。 
　　1.3.1.2 7.1%硫酸 
　　量取71.0mL浓硫酸，缓慢加入500mL水中，混匀即得。 
　　1.3.1.3 钼锑酸溶液 
　　准确称取钼酸铵4.8g、酒石酸锑钾0.12g溶解于500mL1.3.1.2溶液中，稀释至1000mL。 
　　1.3.1.4 抗坏血酸溶液 
　　准确称取2.67g抗坏血酸，溶解后定容至200mL。 
　　1.3.2环境样品的前处理 
　　澄清透明且色度较低的水样直接进样测定，浑浊水样需澄清或经0.45um滤膜过滤后测定。若水样中砷大于2mg/L干扰测定，用硫代硫酸钠去除，硫化物大于2mg/L干扰测定，通氮气去除，铬大于50mg/L干扰测定，用亚硫酸钠去除后再测定。 
　　1.3.3实验步骤 
　　将盛有5mL水样的样品管置于自动取样器的固定架中，放好预先配制的反应试剂，接通连续分析仪的各个流路。启动分析软件，待基线走稳后，调节灯能量。基线调零，开始进样并采集吸光度信号。 
　　2 结果与分析 
　　2.1分析条件优化 
　　2.1.1SDS溶液浓度优化 
　　在钼锑酸溶液（1.3.1.3）和抗坏血酸（1.3.1.4）的条件下，考察SDS溶液浓度对反应体系的影响。结果表明：当SDS溶液浓度达到0.8g/L时，体系的吸光度最高，所以本实验选择SDS溶液浓度为0.80g/L。 
　　2.1.2钼锑酸溶液中硫酸的浓度对反应体系中的影响 
　　在SDS溶液（1.3.1.1）和抗坏血酸（1.3.1.4）的条件下，考察钼锑酸溶液中硫酸的浓度对反应体系中的影响，在此体系中生成络合物需要在一定的酸度条件下才能完成，实验通过控制反应体系中硫酸的浓度来调节酸度。结果发现：随着酸度的增加，在11mL/L至21mL/L其体系的吸光度急剧下降，21mL/L之后呈现缓慢下降的趋势，但是从整体实验的稳定性及有效性来说，酸度并不是越高越好，而是要在基线稳定又能保证物质能完全反应出来，经过多次实验证实当磷酸浓度达到71mL/L时，体系反应最完全，其吸光度基线最稳定，所以本实验选择硫酸的用量为71mL/L。 
　　2.1.3钼酸铵用量优化 
　　在SDS溶液（1.3.1.1）、抗坏血酸（1.3.1.4）和酸性介质（71mL/L）的条件下，考察钼锑酸溶液中钼酸铵的浓度对反应体系中的影响，在锑盐存在下，钼酸铵与磷酸盐反应生成粉红色的络合物磷钼杂多酸，结果表明：钼酸铵溶液浓度达到4.8g/L时，吸光度达到最高且呈现稳定状态。所以本实验选择钼酸铵溶液的用量为4.8g/L。
　　2.1.4酒石酸锑钾用量优化 
　　在SDS溶液（1.3.1.1）、抗坏血酸（1.3.1.4）、酸性介质（71mL/L）和钼酸铵溶液（4.8g/L）的条件下，考察酒石酸锑钾浓度对反应体系的影响，结果表明：当酒石酸锑钾浓度达到0.12g/L时，吸光度达到最高且呈现稳定状态。所以本实验选择酒石酸锑钾溶液用量为0.12g/L。 
　　2.1.5 抗坏血酸浓度优化 
　　在SDS溶液（1.3.1.1）和钼锑酸溶液（1.3.1.3）的条件下，考察抗坏血酸浓度对反应体系的影响，结果表明：当抗坏血酸的浓度达到13.3g/L时，体系的吸光度最高且呈现稳定状态，所以本实验选择抗坏血酸的浓度为13.3g/L。 
　　2.2线性范围、检出限和精密度实验 
　　在上述实验条件下，在1.00～2000?g/L浓度范围内，测定磷酸盐标准浓度的吸光度。结果表明，该标准曲线呈现良好的线性。对空白溶液进行11次测定，其检出限为1.62?g/L。对浓度为79.6?g/L和231?g/L的磷酸盐环境标准样品连续进样11次，测得浓度相对标准偏差（RSD）为0.9%和1.4%。 
　　2.3干扰离子的测定 
　　本文考察了部分常见离子对连续流动分析法测定磷酸盐吸光度信号的影响情况。当磷酸盐为50?g/L时，1000倍的K+、Na+、NH4+、Cl-、NO3-、SO42-，100倍的Ca2+、Ni2+，50倍的Zn2+ 、Pb2+，20倍的Hg2+、Fe3+ 对测定不产生干扰。 
　　2.4 与国标方法的比较 
　　将环境标准样品（编号为203936和203938）分别采用连续流动分析法及国标法进行分析。分析结果表明，连续流动分析法与国标法测量结果基本一致，都与标准值吻合，因此连续流动分析法测量磷酸盐是可靠的。 
　　2.5 实际样品与加标回收实验 
　　在本文条件下，用连续流动分析法测定环境水样中的磷酸盐 ，并进行了加标回收实验。分析结果显示，水样中磷酸盐的回收率在96.36～101.60%之间，因此本方法可以用于环境水样中磷酸盐的测定。 
　　3 结语 
　　本文采用连续流动分析法测定环境水样中的总磷酸盐，优化了实验参数：SDS溶液（1.3.1.1）、钼锑酸溶液（1.3.1.3）和抗坏血酸溶液（1.3.1.4）的条件下进行测试，具有分析速度快、自动化程度高、线性范围宽、准确度高和精密度好、样品和试剂消耗量少等一系列优点，是用于环境水体中总磷的定量检测的理想分析方法。