钼酸铵分光光度法测定总磷的方法研究

吴思慧，吴彩红，薛文超

(上海市青浦区环境监测站，上海 201799)

磷是生物生长必需的元素之一，但水体中磷含量过高，可造成藻类的过度繁殖，水体富营养化，导致水质恶化，破坏水体的生态平衡。总磷的检测分析至关重要。GB/T 11893-1989 水质总磷的测定钼酸铵分光光度法中有过硫酸钾和硝酸- 高氯酸两种消解方法[1]。过硫酸钾消解法处理样品效果更好，且具有重复性好，操作简便，准确度高等优点，因此是总磷测定最常用的消解方法[2]。本文主要探讨过硫酸钾消解法在实验过程中常见的一些问题以及影响因素。

1 方法原理

本实验选用GB/T 11893-1989 水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法。

实验原理：在中性条件下用过硫酸钾使试样消解，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，生成蓝色的络合物。

2 实 验

2.1 主要仪器

GR60高压灭菌器；UV2550紫外可见分光光度计；50 mL具塞磨口比色管。

2.2 主要试剂

(1)过硫酸钾溶液50 g/L：溶解5 g过硫酸钾于水中，并稀释至100 mL。

(2)抗坏血酸溶液100 g/L：溶解10 g抗坏血酸于水中，并稀释至100 mL。

(3)钼酸盐溶液：溶解13 g钼酸铵于100 mL水中。溶解0.35 g酒石酸锑钾于100 mL水中。在不断搅拌下，将钼酸铵溶液徐徐加到300 mL(1+1)硫酸中，加酒石酸锑钾溶液并混合均匀。

(4)磷酸盐标准溶液：吸取2.00 mL磷酸盐标准样品(102817)于500 mL容量瓶中，用水稀释至标线。此溶液每毫升含2.00 μg磷。

(5)环保部总磷标准样品：批号203980，浓度为1.37±0.06 mg/L，取10.00 mL用水稀释到250 mL，以下简称标准样品。

本次实验所用过硫酸钾和硫酸皆为优级纯，其余试剂为分析纯。

2.3 实验过程

向制备好的试样中加入 4 mL 过硫酸钾，将具塞比色管盖塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧，放在大烧杯中置于高压灭菌器中加热，待压力达到 1.1 kg/cm，相对温度为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，然后用水稀释至标线。

在消解液中加入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。

工作曲线的绘制：分别取0.0、 0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0 mL磷酸盐标准溶液(2 μg/mL)于 50 mL的具塞比色管中，按实验操作进行处理，以水作参比，测定其吸光度。

3 结果与讨论

3.1 工作曲线是否消解的影响

分别制备2组工作曲线，一组加入磷酸盐标准溶液(2 μg/mL)直接加水定容到50 mL，测定吸光度。另一组工作曲线加入4 mL过硫酸钾，120 ℃高温消解30 min后测定吸光度，测定结果见表1。

表1 工作曲线是否需要消解的测定结果Table 1 Test results of whether the working curve needs to be digested

由表1可知，2条工作曲线的斜率相同，相关系数相同，只有截距有细微的不同。按照《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》GB11893-89，试剂空白和工作曲线也要经与样品同样的消解操作，但在实验过程中工作曲线是由正磷酸盐配制，标准系列消解与不消解经过多次实验证明没有质变的差别[3]。2条曲线结果差距细微，不会影响最终的实验结果。故在日常的实验中，工作曲线可以不消解直接加显色剂测定，简化实验步骤，节省时间。

3.2 过硫酸钾加入量不同的影响

按实验方法绘制标准曲线，线性回归方程为y=0.0330x+0.0007，γ= 0.9999，取相同含量的标准样品于比色管中，分别加入不同量的过硫酸钾溶液，120 ℃高温消解30 min后测定吸光度，测定结果见表2。

由表2可知，过硫酸钾作为实验中的氧化剂，必不可少，若不加过硫酸钾，对实验结果会造成很大的偏差。标准样品浓度为(1.37±0.06) mg/L，过硫酸钾加入量为2.00，4.00，6.00，8.00 mL时，标准样品测定结果都在范围内。故实验过程中加入4 mL氧化剂即可使测定结果保持稳定，达到消解完全的目的，且过量的过硫酸钾不会影响实验结果。

表2 过硫酸钾加入量不同的测定结果Table 2 Determination results of different amount of potassium persulfate

3.3 消解温度不同的影响

取相同含量的标准样品于比色管中，设置不同的消解温度，消解30 min后测定吸光度，测定结果见表3。

表3 消解温度不同的测定结果Table 3 Determination results of different digestion temperature

由表3可知，总磷消解温度在120～130 ℃间时，标准样品测定结果都在准确范围内。总氮标准HJ636-2012要求在120～124 ℃之间消解30 min[4]，总磷标准GB/T 11893-1989要求在120 ℃消解30 min。总磷总氮都是常规监测项目，都需用到高压锅消解，高压锅消解一批样品需2 h左右，耗时长。实验发现总磷消解温度控制在120～124 ℃时不会影响实验结果，总磷样品和总氮样品可同时消解，便于在高压锅仪器不足时，保证实验的及时高效。

3.4 显色时间不同的影响

取0.50 mL，3.00 mL，10.00 mL标准溶液(2 μg/mL)于数支比色管中，加入显色剂后，室温20 ℃时测定不同显色时间下的吸光度值，测定结果见表4。

表4 不同显色时间的测定结果Table 4 Determination results of different development time

由表4可知，显色时间10 min左右，3种不同浓度的样品都已显色完全，且随着时间的增加，吸光度无显著变化。说明显色时间10～210 min间，样品的显色结果能一直保持稳定[5]，以工作效率看，显色10～15 min比色最佳。

4 结 论

钼酸铵分光光度法测定水中总磷，使用过硫酸钾法消解时，工作曲线无需消解。日常实验中加入4 mL过硫酸钾即可，过量不会影响实验结果。总磷消解温度可选择120～124 ℃，显色时间10～210 min都能保持稳定，从工作效率，显色10～15 min比色最佳。