游山断面总磷测定比对研究

钱 成，潘双叶，潘丹妮，朱丽波

(宁波市环境监测中心，浙江 宁波 315010)

磷是生物生产必需元素之一，也是是评价水质的重要指标。按其存在的形式主要分为总磷、溶解性正磷酸盐和总溶解性磷[1],地表水以总磷作为评价标准。

一般情况下，总磷样品的采样方式需要进行自然沉降30min，取上层非沉降部分。对于自然沉降30min后，仍然存在大量沉降性固体的河流，一是可以依据SL270多泥沙河流水环境样品采集及预处理规程规定。二是可以试行离心方式去除可沉降性固体[2]。

此次实验的游山断面属于含大量泥沙的感潮断面，设置在甬江干流入海口，甬江为宁波最大入海河流，全长26公里，流域面积361平方公里，断面宽度约370多米，最终流入东海。泥沙中的磷含量对水中总磷有影响，地表水中泥沙含量的高低将直接影响总磷含量的高低[4]。此次实验通过测定不同自然沉降时间、不同离心转速及离心时间的水样中总磷，以期找出适合的总磷水样前处理方式，测定水中的总磷。

1 材料与方法

1.1 样品的采集与处理

水样的采样根据潮汐时间，选取了游山断面退平潮时中垂线表层点位的瞬时水样。采集完水样后在现场不做任何处理，冷藏运输保存，3小时内送至实验室。

在实验室内，主要进行以下两种预处理方法。

1.1.1 自然静置

水样送至实验室后，将需要静置的水样全部摇匀后开始计时，分别取静置0.5，1，1.5，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12h 的水样，用硅胶材质的虹吸管至液面下5厘米处，吸取上层非沉降部分，充分摇匀后测定水样的总磷浓度和浊度。

1.1.2.低速离心

采用离心速率分别为2000r/min和3000r/min对水样进行离心，离心时间分别为1min至 8min不等，取离心后上层非沉降部分水样混匀后测定总磷浓度和浊度。

2 实验分析

本实验总磷的测定方法依据《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》(GB/T 11893-1989)，对总磷测定采用浊度色度补偿的实验分析方法，分别测定不同自然沉降时间以及不同离心转速、不同离心时间水样中的总磷和浊度。

2.1 主要仪器和试剂

HACH DR6000紫光可见分光光度计，HACH 2100Q快速浊度测定仪，上海凯特TD5A低速离心机 (离心速度0～4000 r/min)，灭菌高压锅，50mL具塞比色管。磷标准溶液(500mg/L)，磷标准使用液(2.00μg/mL，使用时当天配制)，(1+1)硫酸，抗坏血酸溶液(100g/L)，钼酸盐溶液，过硫酸钾溶液(50g/L)。浊度-色度补偿液：混合两个体积(1+1)硫酸和一个体积100g/L抗坏血酸溶液。

2.2 实验分析方法

(1)校准曲线的绘制[3]。取6支比色管分别加入0.00，1.00，2.00，3.00，5.00，8.00mL的2.00mg/L磷酸盐标准溶液。加水至25mL。向试样中加入4mL过硫酸钾溶液，将盖子盖紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧，放入大烧杯中置于高压蒸气消毒器中加热。加热条件为压力1.1kg/cm ，120℃，保持30min后停止加热等待冷却。

(2)水样消解。取10mL水样平行两份，所有步骤同1。

(3)显色。其中一份水样用纯水稀释至50mL刻度，向各定容后比色管中加入1mL抗坏血酸溶液混匀，30s后加入2mL钼酸盐溶液充分混匀。另一份水样用纯水稀释至50mL刻度后，加入3mL浊度-色度补偿液。

(4)分光光度测量 。室温下放置15min，使用光程为30mm比色皿，在700nm波长下，以纯水为参比，测定吸光值。扣除空白试验的吸光值和浊度-色度补偿液的吸光值后，从工作曲线上计算磷的浓度。

3 结果与讨论

3.1 沉降时间对总磷、浊度影响

此次一共进行三次实验，三次自然静置时间与总磷、浊度变化关系见图1。由于原水浊度差异大，水体中悬浮物和颗粒物的自然沉降速度差异较大，故水样浊度和总磷稳定时间存在差异；自然静置的水样随着时间的增加，总磷和浊度均下降；当水样浊度降至50以下后，总磷浓度趋于稳定。具体数据见表1。

表1 不同沉降时间浊度和总磷测定值

3.2 离心转速及离心时间对总磷、浊度影响

3.2.1 离心转速为2000r/min实验结果

通过三次离心试验比对，水样离心后随着离心时间的增加，浊度值与之成反比，当浊度达到一定值后(大概低于40NTU)，总磷测定值趋于稳定(见表2)，根据图2可以发现，当离心5min～6min后，浊度和总磷的趋势线相交，值趋于稳定。

3.2.2 离心转速为2000r/min与3000r/min离心比对

通过不同转速的离心比对发现，当转速达到3000r/min，离心1min可以近似等效于2000r/min 5min(见表3)，且离心效果优于2000r/min。因此，在较短时间内，相同离心时间，转速越高，浊度和总磷的变化率越大(图2、图3)。

表2 不同离心时间浊度和总磷测定值(2000r/min)

3.3 结果比较与分析

对于含大量泥沙颗粒物质和胶体的水样，常规自然静置30min后测定总磷浓度，浊度对其有影响，通过浊度补偿并不能去除浊度对其的干扰。如果要准确测定水样的总磷，有以下两种方式：1.增加静置时间；2.低速离心。

离心转速及离心时间对总磷、浊度均有影响。离心转速越大，浊度下降越快，总磷受浊度干扰；离心时间越久，浊度下降越多，总磷在浊度达到一定范围后趋于稳定。总磷的测定要求样品在24小时内尽快分析，此外有时现场采样的条件有限，因此在测定含大量泥沙颗粒物质和胶体的水样时，合理的方式是通过离心对水样进行预处理后，再进行分析。根据实验结果，2000r/min 5min～6min是较为合理，如果增加转速则可以缩短时间。具体时间情况根据水样情况可以增减。

表3 不同离心时间浊度和总磷测定值(3000r/min)

图1 自然沉降三次浊度和总磷变化

图2 不同转速及时间-浊度曲线

图3 不同转速及时间-总磷曲线