工业循环水中磷含量的测定

周芸

摘 要：通过对循环冷却水中总磷酸盐含量的两种测定方法即磷钼兰分光光度法（简称A）与钼酸铵分光光度法（简称B）进行对比实验，选择B方法可有效提高对总磷酸盐含量的测定效果，主要以对比实验探究工業循环水中总磷酸盐含量的测定方法。

关键词：循环冷却水；总磷酸盐含量；对比实验；磷钼兰分光光度法；钼酸铵分光光度法

在工业循环冷却水的化学处理过程中，往往会用到磷系药剂进行化学缓释阻垢，因此水中往往含有较高的磷含量[1-2]。在循环水的处理中要求对水磷含量限制在8～15mg/L。在磷含量的控制过程中，磷含量测定作为一个主要的指标[3]。在传统的工业循环水中磷含量的测定需在水样当中添加还原剂和分界氧化剂，A方法中的还原剂为氯化亚锡和硫酸肼，氧化剂为过硫酸铵-硫酸钠分解剂；B方法中添加还原剂为抗坏血酸，氧化剂为过硫酸钾溶液[4]。通过多次对比实验，发现A方法的操作比较复杂，且结果不稳定，准确率低。对此，本文主要以对比实验探究总磷酸盐含量的测定方法。具体实验内容报告如下。

1试验部分

1.1测定原理

（1）磷钼兰分光光度法（A）。在强酸溶液的条件下，循环水当中磷酸盐与钼酸铵会发生反应并生成磷钼杂多酸，通过被还原剂还原后生成蓝色的络合物，于660nm的波长处进行比色定量，测定获得吸光度。（2）钼酸铵分光光度法（B）。在酸性的条件下，循环水当中正磷酸盐与钼酸铵以及酒石酸锑氧钾发生反应并生成磷钼杂多酸，通过被还原剂抗坏血酸所还原生产蓝色的络合物，于710nm的波长处进行比色定量，测定获得吸光度。

1.2仪器与试剂

钼酸-铵硫酸溶液（分析纯），磷酸盐标准溶液（分析纯），氯化亚锡溶液（分析纯）；钼酸铵（分析纯），硝酸（HNO3），硫酸（H2SO4），酒石酸锑钾（分析纯），氢氧化钠（分析纯），过硫酸钾（分析纯）。钼酸盐溶液：取13g钼酸铵溶解于100mL的水中，取0.35g酒石酸锑钾溶解于100mL的水中，通过不断搅拌并将钼酸铵溶液缓慢地加入到300mL的H2SO4（1+1）中，同时加入酒石酸锑钾溶液进行混合制得。50mL具塞的磨口比色管，Lamda950型紫外分光光度计（PerkinElmer公司，美国）；MLS-3750型高压蒸汽灭菌锅。

1.3测定方法

（1）磷钼兰分光光度法（A）测定磷含量。吸取50.0mL水样于比色管当中，加入钼酸铵-硫酸溶液4.0mL并摇匀，再滴加2滴氯化亚锡溶液进行摇匀，10min后，于660nm波长，应用1cm比色皿，以纯水作参比，测定吸光度值。

（2）钼酸铵分光光度法（B）测定磷含量。吸取50.0mL水样于比色管当中，加入磷酸盐标准溶液0.0～10.0mL，加水至25mL刻度，加入过硫酸钾4mL。放入1000mL烧杯中，高压蒸汽消解，待温度<80℃时，取出消解后溶液自然冷却。加水至50mL刻度，加入1mL浓度10%抗坏血酸、2mL钼酸盐，分别进行混匀。于710nm的波长下，应用30mm比色皿，以纯水作参比，测定吸光度值。

1.4观察指标

分别取4次水样测定磷含量，对比两种方法的吸光度；对本研究选用的水样连续进行4次加标回收试验测定总磷含量，分析并对比两种方法的回收率情况。

2结果

2.1两种方法4次吸光度测定结果对比

方法A的4次吸光度测定结果分别为0.167、0.292、0.308、0.365。方法B的4次吸光度测定结果分别为0.377、0.375、0.384、0.385。4次测定结果显示，方法B的测定结果更为稳定，且测定吸光度比方法A测定的吸光度更高。

2.2两种方法4次加标回收试验测定结果对比

方法A的4次加标回收试验测定结果分别为96.42%、99.45%、99.45%以及99.87%；方法B的4次加标回收试验测定结果分别为99.76%、99.79%、99.91%以及100.02%。通过加标回收结果显示，方法B测定的准确度显著高于方法A。

3讨论

工业循环冷却水进行化学处理的过程当中，磷系药剂是化学缓释阻垢所必不可缺的一类原料，因此在参与循环后水中往往含有较高的磷含量。依据《水质总磷测定-钼酸铵分光光度法》的规定，在传统的工业循环水中磷含量的测定过程需在水样当中添加入分解氧化剂。磷钼兰分光光度法中的还原剂为氯化亚锡和硫酸肼，氧化剂为过硫酸铵-硫酸钠分解剂；钼酸铵分光光度法中添加还原剂为抗坏血酸，氧化剂为过硫酸钾溶液。在实际操作当中发现，应用磷钼兰分光光度法的过程相比更为复杂，在该方法中对氯化亚锡、硫酸肼以及过硫酸铵-硫酸钠分解剂的制备所花费的时间相对钼酸铵分光光度法花费的时间更长，磷钼兰分光光度法中，一旦氯化亚锡的用量不足，即影响到测定的结果准确性，同时甘油易吸水，因此在使用氯化亚锡甘油溶液后还需及时进行保存处理，对材料的处理操作方法该方法更为繁琐。同时通过本实验的4次吸光度测定结果显示，钼酸铵分光光度法的吸光度测定结果比磷钼兰分光光度法测定的吸光度更高。而通过4次加标回收试验测定结果则表明，钼酸铵分光光度法测定的准确度与稳定性也显著高于磷钼兰分光光度法。因此，在工业循环水中总磷酸盐含量的测定当中，钼酸铵分光光度法具有更高的应用价值。

我国当前环保部门对总磷的监测方法主要采用钼酸铵分光光度法（参考标准为[GB 11893-89]《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》）。同时也有不少研究者针对该分光光度法进行研究与改进，在李莲青[5]等学者的研究中，通过应用烘箱替代高压锅进行消解，从而提高对钼酸铵分光光度法测定磷含量消解过程温度的可控性，使方法的稳定性得到进一步的提高并降低操作的难度。也有不少研究者[6]针对钼酸铵分光光度法不同消解法、样品pH值选择、显色还原剂浓度控制等因素进行进一步的探讨，不断完善和改进钼酸铵分光光度法的检测技术，为该技术提供了实验与理论依据。

综上所述，在当前对于工业循环水中总磷酸盐含量的测定，钼酸铵分光光度法相比于磷钼兰分光光度法的检测具有更高的应用价值，实际工作中可考虑选择钼酸铵分光光度法对循环水中磷酸盐含量进行测定。

参考文献

[1]高嘉.分光光度法测定生活饮用水中磷酸盐的不确定度评定[J].食品安全导刊，2016（5X）：102-103.

[2]黄锋.磷钼蓝分光光度法测定水中磷酸盐的不确定度评定[J].云南化工，2008，35（6）：59-61.

[3]国家环境保护局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法[M].北京：中国环境利一学出版社，2002.

[4]李洁艳，姜峰.钼酸铵分光光度法测定水质中总磷含量不确定度的评定[J].中国检验检测，2013（6）：27-29.

[5]李莲青.钼酸铵分光光度法测定水中总磷的改进[J].污染防治技术，2006，19（3）：66-77.

[6]何萍萍，陈晓涓.水体中总磷的监测分析方法研究[J].资源节约与环保，2015，11（1）：48

（作者单位：山西焦化综合开发有限公司）