微波消解鉬酸銨分光光度法測定水中總磷
磷在自然界中分布很廣,以各種磷酸鹽的形成存在。它是生物生長必須的營養元素,水質中含有適度的營養元素會促進生物和微生物生長,令人關注的是磷對湖泊、水庫、海灣等封閉狀水域,或者水流遲緩的河流富養化具有特殊的作用。
由于人為因素,在水域中的磷逐漸富集,伴隨著藻類異常增殖,使水質惡化的過程稱為“富營養化”。在這個過程中,水體由于藻類大量增殖和腐爛分解,消耗水中的溶解氧,有害于魚類等水生動物的生長,降低水的透明度,降低了水資源在飲用、游覽和養殖等方面的利用價值,為保護水質,控制危害,在環境臨測中總磷已列入正式的臨測項目。
傳統檢測方法中,水樣的預處理采用硝酸一高氯酸電熱板消解或過硫酸鉀高壓鍋消解,操作繁瑣,費時,遇特殊水樣,消解不徹底。本文采用過硫酸鉀微波消解法測定。實驗表明,樣品的消解可以進行的更精確徹底,由于微波直接向樣品釋放能量(熱是副產物),避免了傳統方式(熱傳導,熱對流)中能理的損失,提高了能理的使用效率,使消解速度大大提高,同時達到較好的精密度和準確度。對不同來源的水質進行傳統法與微波法比較,實驗表明,兩種方法測定結果之間具有良好的可比性。
2. 實驗部分
2.1.原理
在中性條件下用過硫酸鉀,使試樣消解,將所含磷全部氧化為正磷酸鹽,在酸性介質中,正磷酸鹽與鉬酸銨反應,在銻鹽存在生成磷鉬雜多酸后,立即被抗壞血酸還原,生成藍色絡合物。
2.2.儀器設備及主要試劑
(1)儀器設備
A.分光度計
B.微波爐:數字顯示,功率可調的家用微波爐
C.FR 100型密封微波消化罐
D.50ml比色管若干
(2)試劑
A.5%過硫酸鉀溶液
B.10%抗壞血酸溶液
c.鉬酸鹽溶液:溶液13g[(NH4)6MO70244H20]于100ml水中。溶解0.35g酒石酸銻鉀[KSbC4H407.1/2H20]于100ml水中,在不斷攪拌下把鉬酸銨溶液徐徐加入300ml硫酸(1+1)中,加酒石酸銻鉀溶液并混合均勻。此溶液貯存于棕色試劑瓶中,在冷處可保存二個月。
D.磷標準貯備溶液:稱取0.2197±O.001g于110~C干燥2h在干燥器中放冷的磷酸二氫鉀,用水溶解后轉移至1000ml]容量瓶中,加入大約800ml水,加5ml(1+1)硫酸,用水稀釋至標線并混勻。lml此標準溶 液含50.0ug磷。
E.磷標準使用溶液:半10.00ml磷標準溶液(D)轉移至250ml容量瓶中,用水稀釋至標線并混勻,1.00ml此標準溶液含2.00ug磷。2.3.分析步驟
2.3.1.消解
準確移取量混勻水樣于FR一100型微波消化罐中,加水至約25ml,加人4ml過硫酸鉀溶液,放上內蓋,旋緊外蓋,輕輕搖動消化罐使溶液混勻,每次5—6個消化罐均勻在微波爐負載盤上圍成一圈,關上爐門即可開啟微波爐電源進行消化。消化時選用中等功率,消解8分鐘。
2.3.2.發色
水樣消解好后,取出消化罐用流水冷卻,旋開外蓋,用蒸餾水沖洗內蓋干凈后,收集試液于50ml比色管中,定容,分別向各份消解液中加入1ml抗壞血酸溶液,混勻,30s加2ml鉬酸溶液,充分混勻。
2.3.3.分光光度測量
室溫下放置15分鐘后,使用光程為20mm比色皿,在700mm波長下,以水做參比,測定吸光度。扣除空白實驗的吸光度后,從工作線上查得磷的含量。
2.3 4空白實驗
按上述步驟(2.3.1-2.3.3)規定進行空白實驗,用水代替試樣,并加入與測定相同體積的試劑。
2.4.計算
總磷含量以c(mg/L)表示,按下式計算:
C=m/v
式中:m---試樣測得含磷量,ug
v---測定用試樣體積,ml
3.結果與討論
3.1空白值測定及標準回線繪制
分取0.O,1.00,3.oo,5.00,8.00,10.00,15.00ml磷酸鹽標準使用液于消解罐中,按2.3.1--2.3.3步驟操作,得一標準曲線如下表,空白試驗每日做兩個平行,累積10天數據如下表。
由表1可知,實驗后計算得檢測限為O.008ml/1,標準曲線的相關系數為0.9997,剩余標準差為0.0057。均滿足實驗室內質量控制要求,說明實驗各條件處于理想狀態。
3.2準確度實驗
為了檢驗微波消解法的準確度,分別取環境臨測總站考核樣、磷酸二氫鉀標準深液,污水廠各工藝段水樣以及湖泊水樣進行實驗,結果見表2。
由表2可見,對標準試劑磷酸二氫鉀的測定,標樣回收率為100%,考核樣的測定
值在保證值范圍內,各實際水樣的加標回收率為97.6%一102%。
3.3精密度實驗
用微波消解法分別對五種污水,考核樣以及磷酸二氫鉀標樣進行測定,每份水樣作六個平行,結果見表3。
由表3可知,除活性污泥因取樣不均,相對標準偏差為3.9%,其余九種標準樣品,廢水樣品的相對標誰偏差均小于3%,說明該方法具有一定可靠性和較好的重復性。
3.4對比實驗
為檢驗該方法對實際樣品的有效性,本文選取不同水樣進行微波消解與傳統高壓消解對比實驗,結果見表4。
取置信水平95%(a=0.05),t檢查結果表明,對于測定的實際水樣及試劑,兩種方法測定結果均無顯著性差異,可以認為結果一致的。
4.結論
4.1通過精密度、準確度對比實驗,數據表明,微波消解法是快速測定總磷的有效方法。方法簡便,快速易操作,有較好的精密度和準確度。
4.2由于目前內國內微波爐種類繁多,功率不一,使用前可參照微波爐及密封微波消化罐使用說明書,試驗出最佳功率及時間組合,以求達到最好的消解效果。
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