总磷测定中消解问题的研究

鲁蕴甜，邓 靖，杨 颖，于治森，王 淼

(重庆市九龙坡区生态环境监测站，重庆 400129)

1 引言

目前常用的总磷测定方法是钼酸铵分光光度法(GB11893-89)[1]，在中性条件下用过硫酸钾(或硝酸-高氯酸)做试样小组，将所含磷全部氧化为正磷酸盐。在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵反应，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，在700 nm波长下测定其吸光度，即可测定水中总磷的含量。

2 实验部分

2.1 设备和试剂

(1)设备：手提式压力蒸汽灭菌器；多通量微波消解萃取仪；恒温干燥箱；电热恒温鼓风干燥箱；紫外可见分光光度计。

(2)试剂： 过硫酸钾，50 g/L溶液; 抗坏血酸，100 g/L溶液，贮于棕色试剂瓶中，在冷处可稳定几周，如不变色可长时间使用; 磷标准使用液，2.0 μg / mL;钼酸铵; 酒石酸锑钾; 硫酸。

3 消解方法

取50 mL磨口带塞刻度管7支，依次加入0 μg、1 μg、2 μg、6 μg、10 μg、20 μg 和30 μg标准磷溶液，另取50 mL磨口带塞刻度管3支加入标准样品(总磷浓度0.157±0.008 mg/L)，加水稀释至刻度，于比色管内加入4 mL 过硫酸钾溶液。

3.1 过硫酸钾-手提式压力蒸汽灭菌器加热消解(国标法)

上述比色管的盖塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧，放入大烧杯中置于手提式压力蒸汽灭菌器中加热，待压力达到1.1 kg/cm2，相应温度为120 ℃时，保持30 min后停止加热，待压力表读数降至零后，取出放冷，定容至标线。

3.2 过硫酸钾-微波加热消解

取25 mL样品和4 mL过硫酸钾于消解罐中，加盖密封后置于微波消解仪中消解，冷却至室温后，移入50 mL的比色管中，定容至标线，摇匀。

3.3 过硫酸钾-恒温干燥箱消解

将比色管的盖塞紧后，放入大烧杯中再放入电热恒温干燥箱中，在120 ℃下消解30 min，等干燥箱温度下降到与室温相同时，取出比色管，定容至标线。

分别向各份消解液中加入1 mL抗坏血酸溶液混匀，30 s后加2 mL钼酸盐溶液充分混匀，室温下放置15 min后，使用光程为30 mm比色皿，在700 nm波长下，以水做参比，测定吸光度。测定结果见表1。

表1 三种消解方法的测定结果

由表1的测定结果可知，3种消解方法相关系数都能满足要求，但截距存在一定差距，测定结果在准确度和精密度方面都能满足实验室对总磷的质控要求。在结果的准确性上3种消解方法都可以选择，3种方法的优缺点分别是：国标法需要纱布和绳子对比色管进行扎紧，过程较繁琐，消解时间较长，但消解效果稳定，曲线相关系数最好。对于资质认定只认证了国标法的检验检测机构，对社会出具有法律效力的检测结果时只能用该方法进行消解。微波加热消解法试验耗时短[2]，但缺点在于一台微波消解仪一次最多只能同时消解8个样品，样品数量较多时只能分两批甚至更多批次进行，不适用于样品较多的实验室。恒温干燥箱消解法消解时间也较长，优点在于消解过程较简单，不需要对样品进行包扎，干燥箱空间较大，易于操作[3],可以一次处理较多样品，可大大缩短工作时间。

4 不同消解条件对吸光度影响实验

水样取自大溪河弯河嘴断面,分别采集3份瞬时水样，分别存于2～5 ℃冰箱冷藏，于采样当天通过3.1实验选择过硫酸钾-国标法作为消解方法，在该方法下设定不同消解时间、消解压力、消解温度，按照上述方法测定其总磷含量，并分析结果。

4.1 消解时间对吸光度影响

由表2和图1可见，消解开始的30 min前，水样的吸光度随着消解时间的增加而升高，表示水样中正磷酸盐的转化率在上升,消解开始后30～35 min，吸光度仍略有上升，但变化不大, 也就是说不是消解时间越长就越好，因此, 综合考虑消解效果和节约时间，确定最佳消解时间为30～35 min。

表2 消解时间对吸光度的影响

图1 消解时间对吸光度的影响

4.2 消解压力对吸光度影响实验

由表3和图2可见，吸光度随压力的升高而变高, 表示水样中正磷酸盐的转化率也在上升，在0.11～0.12 MPa之间，吸光度值趋于稳定，因此, 最佳消解压力不能小于0.11 MPa，在0.11～0.12 MPa为佳。

表3 消解压力对吸光度的影响

图2 消解压力对吸光度的影响

4.3 消解压力对吸光度影响实验

由表4和图3可看出，水样吸光度随消解温度升高而升高，当消解温度高于120 ℃以后吸光度有下降趋势，由此可见，最佳消解温度应控制在115～120 ℃，最好不超过120 ℃。在消解过程中，应关注压力表的检定及国内温度的校准，避免消解过程对水中总磷的测定结果产生影响[4]。

表4 消解温度对吸光度的影响

图3 消解温度对吸光度的影响

5 结论

国标法、恒温干燥箱法和微波消解法，都适用于水中总磷的前处理，3种方法各有其优缺点，在实际工作中可以根据实际需要进行选择。利用国标法前处理总磷的最佳条件是：消解时间为30～35 min；消解压力不能小于0.11 MPa，在0.11～0.12 MPa为佳；消解温度不能超过120 ℃，控制在115～120 ℃。