地表水水质总磷的钼酸铵分光光度法测定

吴曼萍

（广东环境保护工程职业学院，广东佛山 528216）

结合我国近些年的水污染防治情况来看，水质总磷检测已经成为了湖泊水库以及地表水污染的主要防治方法。在“十三五”期间进一步强化水污染防治工作的质量已经成为社会发展的主要课题，因此建立在文献研究法以及技术分析法的基础上，综合钼酸铵分光光度法在水质总磷检测中的实际应用情况进行探讨，是当前进一步强化水质总磷检测有效性和科学性的关键研究课题。

1 研究背景分析

在“十三五”规划期间，进一步强化水污染防治工作的有效性，落实好水质改善，进一步强化我国的水环境质量已经是社会发展的重点，而建立在原有的化学需氧量以及氨氮等常规污染物重点管控的基础上，现阶段的水污染管控往往以断面超标因子以及多污染因子协同管控为重点。综合我国颁发的《水污染防治行动计划》来看，在流域污染物排放总量控制的约束指标中，新增了总磷检测指标。与此同时，环保部门也从实际情况出发，制定了切实可行的政策，地方政府相关部门也将总磷减排纳入环境监测范围，尤其是针对工厂排放污水的指标检测来讲，合理地落实总磷排放的约束，对于整治水污染有着极强的促进作用[1]。

以污水以及地表水总磷分析作为主要的目标打造的技术体系已经逐步成熟，当前钼酸铵分光光度法是较为常见的水质总磷检测方法，在具体应用过程中还需要进行多项控制，这样才可以进一步提升检测有效性。

2 钼酸铵分光光度法的具体检测原理

2.1 基础概念

结合水质中的总磷存在形式来看，其中涵盖了溶解磷、有机磷、颗粒磷、无机磷4种形态，从化学学术角度来讲，以盐酸磷为主，主要指的是所有形态的总和。

2.2 检测原理

首先从钼酸铵分光光度法的实际检测原理角度来讲，在原有的中性条件下，利用过硫酸钾或者硝酸高氯酸将试样溶解，其中含有的一系列磷元素都将被转化成正磷酸盐。而在酸性环境中，正磷酸盐会与钼酸铵反应，在锑盐存在下生成磷钼杂多酸后，在短时间内会极快破坏抗坏血栓进行还原，最终会以蓝色络合物的状态生成出来。结合当前实际的检测情况来看，过硫酸钾进行消解是较为常见的方式，首先需要在中性的条件下，在样品中加入4mL标准为每升50g的过硫酸钾，然后通过高压蒸气进行消毒，压力控制在1.1kg/m3，温度控制在120℃，消解时间控制在30min。取出后需要再加入抗坏血酸以及钼酸盐溶液，显色之后需要在波长700nm测定吸光度，便可以得出最终的总磷含量[2]。

3 氯酸铵分光光度法测定水质总磷的质量维护策略

3.1 提升试剂的使用有效性

首先针对试剂的配制环节来讲，钼酸盐溶液是较为重要的试剂，主要提供显色作用，同时对整体的试剂配制也会产生一定的影响，首先选择使用的硫酸成分控制在1∶1，首先进行冷却，否则可能会导致溶液变质。其实硫酸以优级纯品质为主，硫酸的程度会直接影响最终总磷测定的实验空白值。经过检测可以发现，在同一厂家通过不同等级以及不同批次的硫酸进行氯酸铵溶液的配制，最终的空白样品吸光度存在一定的差异性，详细数据见表1。

表1 不同等级的硫酸配制钼酸铵溶液的实际效果。

过硫酸钾是一种氧化剂，难以溶于水，在温度较高的环境下又可能会出现氧化分解的情况，因此需要在合理的温度标准中，通过水浴加热的方式进行配制。通常，水温控制在40℃左右，若超过40℃且未进行封闭，过硫酸钾会发生缓慢分解，并且释放出刺鼻味道。另外也可以利用过硫酸钠代替过硫酸钾，消解水样，这两种方法得到最终的结果有一定的相似性，这主要在于过硫酸钠本身就有很好的溶解性，有利于总磷检测的消解过程。

针对试剂的保存，需要将配制好的试剂放置在棕色的试剂瓶内，在低温环境下保存，通常温度控制在4℃左右，可以持续保存近3个月，在稳定环境下，最长保存时间长达6个月。

3.2 样本的采样以及保存

（1）综合样本的采样注意事项来讲，由于磷酸盐有着较强的吸附性，因此在采样之前必须要清洗干净采样瓶同时避免利用含磷的洗涤剂进行清洗，可以通过稀盐酸浸泡的方式再通过自来水以及纯水冲洗。结合相关标准来讲，针对水样中含磷量较少的样本，不能利用塑料瓶进行采样，同时在采集之后必须要尽快进行分析，若需要进行放置保存，需要加入硫酸调节酸碱度，确保pH控制在1以下。未检测的样本保存期限为24h，应该在该限期内进行及时分析。

同时也有实验表明，经过过硫酸钠消解之后的样本放在标准温度中进行保存，在380h内都具有一定的稳定性。经过检测之后，平均价相对差值、样品浓度、实验空白以及标准物质的误差都控制在合理范围内，未随着时间的增加而出现较为明显的波动。

（2）样本的酸碱度对实验结果产生的影响。在对样本进行采集后，可以根据实际情况，加入适量的硫酸，这样有利于保存。为了最大限度降低结果的误差，在消解前样本要调回中性，特别是应用硝酸高氯酸进行消解时，pH要调节。

（3）影响采样的因素还包括地表水本身的自然沉降，在取样的过程中必须要摇匀样本，这样才能保证得到的样本具有代表性。只有小部分沉降物固体属于悬浮部分和溶解部分，而大部分的沉降固体中会吸附一部分的有机磷以及无机磷，在自然成像的前提下，随着时间的逐步延长，总磷的检测结果也会显著下降。因此结合相关规定来看，若样本中存在部分沉降性的固体，例如泥沙可以通过分离的方式将其去除。通常利用桶型玻璃容器进行样本储存，静置30min之后，将其中的悬浮物以及不含沉降固体的其他样本转移到加入保存剂的容器中进行保存[3]。

3.3 消解环节的控制方案

综合实际的实验过程来看，通过过硫酸钾消解法进行样本消解，必须要严格控制压力、温度，时间。若这三要素出现较为明显的变化，会直接影响总磷的具体转化程度以及消解效果。通过实际的研究显示，在温度控制在90℃、105℃以及120℃这3个区间时，通过对比实验分析水质中的总磷，测定消解温度可以控制在100～120℃。而综合同等压力和温度的条件下，进行时间变量的对比分析，发现最终时间控制在30min消解效果能够显著提高，但是建立在30min的基础上延长时间，结果并无显著差别。

3.4 显色过程的控制

3.4.1 浊度色度的控制

综合实际标准来看，若样本中存在浊度或者色度时，需要通过补偿法进行消除，这样能够有效降低对后续实验环节产生的干扰。需要将同一份样品分成两份进行消解，一份定容之后加入钼酸铵进行检测，另一份加入2mL的1∶1硫酸代替钼酸铵，分别测定吸光度。将最终的结果相减，便能够得出水样的实际吸光度。

利用浊度色度补偿法，往往应用在工作量较大且吸光度不稳定的水质总磷检测中。通过文献资料可以发现，消解液过滤法以及离心法也可以用于色度浊度的控制。

采用过滤法时，首先就是要消解样本，接着运用滤纸，过滤消解液，洗涤滤纸和比色管后，进行定容和显色分光，同时也需要配合空白实验来提升实验结果的精准性。

离心法则是将显色完成之后的显色液放置在离心管内，检测上清液的吸光度值。经过相关实验的对比分析过滤法、离心法以及着陆色度补偿法，最终的检测结果并无明显差异。因此在实际实验操作的过程中，可以结合实际情况和条件，针对性地选择不同的方式进行色度及浊度的控制[4]。需要注意的是，通过过滤法进行操作时，必须要严格地控制过滤期间消解液的温度、滤纸型号、冲洗滤纸程度等相关要素。通常，冲洗纯水体积要控制在20mL以上，消解液的温度要控制在30℃以下得出的结果最为稳定。

3.4.2 温度控制

结合当前实验的规定来看，在显色的过程中需要合理地进行温度控制，这样才可以有效提升最终的结果稳定性。通常来讲，若显色过程中，室内的温度在13℃以下，那么可以在20～30℃的水浴环境下15min才可检测完成，并可以进行检测。从具体的原理角度来讲，若温度较低，那么分子之间的运动速度也会逐渐下降，会降低有效碰撞的概率，因此可能会影响最终的检测成果。通过尝试性的对比实验可以发现，在显色温度为30℃时，5min便可以完全完成检测。

因此结合实际的实验进度以及相关需求，合理调控实验的温度，可以有效提升精准性。

3.4.3 时间控制

结合实际的实验研究来看，在温度恒定的情况下，若时间逐步延长，那么针对不同浓度的激光度也会有一定的变化，通常在10min后会达到一个稳定的基础，最佳的显色时间可以控制在10～30min。同时随着温度的不断提升，虽然会进一步缩短显色时间，但是持续时间也会进一步缩短，而浓度越高的样本，最终的显色时间越短，褪色速度也会逐步加快，因此显色之后应该在20min之内完成后续的吸光度检测工作。

3.5 工作曲线的控制

首先从工作曲线与标准曲线的角度来讲，利用原有的过硫酸钾消解法进行实验，将总磷标液经过消解和不经过消解绘制成曲线（图1），其结果并没有较为明显的差异，同时相关数据统计为表2。因此在实际使用的过程中，为了进一步节省相关步骤，在绘制总磷标准曲线的过程中，可以省略消解这一步骤。

表2 总磷标准实验的实际吸光度结果

图1 总磷标液经过消解和不经过消解绘制成曲线

其次针对曲线范围之外的含量进行测定，综合来讲，测定的上限需要控制在0.6mg/L，若样本本身的含磷浓度较高，需要进行稀释之后，再进行消解操作。如果显色操作之后发现最终的测定结果超出了限度，需要重新进行样本的取样和分析，这会进一步增加部分步骤，同时浪费较多的时间以及人力。因此从当前既有的方法中，70μg的磷可以和抗坏血酸、酒石酸锑钾以及钼酸盐反应。因此在实践操作的过程中，可以利用曲线拓展法或者显色稀释法，来针对高浓度含磷水样本进行检测。同时，如果水样本中的含磷量控制在30～60μg，可以在检测之后利用稀释法，稀释的倍数为1～2倍，稀释之后得出的结果再乘以原有的倍数，便可以得出最终实际样本的数值。

曲线扩展法则是建立在标准曲线最高点的基础上，进行额外的扩展，将其提升到60.0μg，扩展上限为1.2mg/L，如果样本中的含磷量在60μg，以下，那么可以直接地代入相关公式进行计算，如果大于该参数，不仅要考虑总体含量，也需要考虑其中的有机物含量，这会导致最终的计算结果有一定的误差。在实际检测的过程中，必须要严格控制各种变量参数，坚持按照标准以及实际情况进行调整，这样才可以提升总磷检测的有效性。

4 结语

在当前的水质总磷检测过程中，钼酸铵分光光度法具有一定的应用价值，但是在实际检测的过程中，还需要严格地落实各项细节以及变量参数的分析，提升试剂配制以及储存的有效性，落实好样本采集以及储存条件的分析，通过显色时间、温度、数据分析等各方面的严格把控，打造具有针对性的监测体系以及管理方案，这样能够有效提升钼酸铵分光光度法的应用价值，也可以为水环境的污染防治提供根本保障。