钼酸铵分光光度法测定水质总磷的分析经验

郑裕俊

(忻州市生态环境局东部区域监测技术保障中心，山西 原平 034100)

引 言

我国对水质的监测越来越重视，水环境的好坏直接影响人类、动植物的生存发展，其中水中的总磷是水体富营养化的重要指标，总磷超标造成的富营养化使水体受到严重污染，所以总磷测定是我国当前水质及重要河流中必测的三个项目之一。环境监测中常用的总磷的测定方法为钼酸铵分光光度法[1-3]。本文针对此方法总结了一些分析经验。

1 设备仪器准备阶段注意事项

首先，应该掌握受控的资质认定附表中的生态环境方法文件，总磷为HJ11893-89。

然后，根据受控方法文件中的要求准备好仪器及对应的玻璃器皿。

压力锅(检定过的)，压力范围为98 kPa～147 kPa。50 mL核准过的具塞磨口刻度管；分光光度计，波长700 nm；100 mL、250 mL容量瓶，10 mL移液管等。而要注意的是所用玻璃器皿均要用稀盐酸或稀硝酸浸泡(切忌用含磷酸盐的清洗剂刷洗)。

2 试剂配制过程说明

2.1 100 g/L抗坏血酸溶液

用计量电子天平称取10 g抗坏血酸(C6H8O6)，溶解在干净的烧杯中，后转移到100 mL容量瓶中，之后将其稀释至标线，放置在棕色具塞玻璃瓶中备用。在4 ℃左右冷藏可保持几周不产生变化。过几周后，要注意观察抗坏血酸的颜色，若从无色变成了黄色，则说明产生了变化，此时要重新配制该抗坏血酸溶液。

2.2 钼酸铵溶液

先用电子天平称取13 g钼酸铵，将其溶解于洁净烧杯中，后转移到100 mL容量瓶中，用纯水稀释至标线。溶解比较费时间，可以适当加热加快溶解，但仅是对烧杯加热，而不能加热容量瓶，而且转移至容量瓶的过程中，用于洗涤烧杯的溶剂(即纯水)不能超过容量瓶的标线，如若超过，则必须重新配制。

再用电子天平称取0.35 g酒石酸锑钾，也将其溶解在洁净烧杯中(不好溶解时可加热以促使其加快溶解)，后转移到100 mL容量瓶中，用纯水稀释至标线。

最后在不断搅拌的情况下，将上面配好的钼酸铵溶液缓慢加到300 mL硫酸(1+1)中，后加入酒石酸锑钾溶液混合均匀。将配制好的试剂存放在具塞棕色玻璃瓶中，在4 ℃左右的冷藏柜中保存，至少可保存2个月。需要注意的是硫酸(1+1)配制时，会产生许多的热量，所以不但硫酸要用质量好的，而且最重要的是配制此硫酸溶液时，要在敞口烧杯中用玻璃棒引流，且要将硫酸徐徐加入到水中，不断搅拌，一定要小心飞溅烫伤，做好防护。

2.3 50 g/L过硫酸钾溶液

用电子天平称取5 g过硫酸钾(K2S2O8)，并溶解于洁净烧杯中，将其转移至100 mL容量瓶中，后用纯水稀释至标线。实验室所用的过硫酸钾溶液常采购配制好的溶液，要把握质量关即可[4-5]。

3 采集、吸取样品时注意的问题

采集样品时，若样品含量较小时，尽量用玻璃瓶采样，应尽快分析，如需要放置则要用质量浓度为1.84 g/mL的硫酸调节样品pH≤1。先按受控方法绘制校准曲线。样品采回后，取25 mL水样(浓度不大时，常为地面水、污染不重的污水及工业废水)放于50 mL磨口具塞刻度管中，吸取时需将水样摇匀，这样会获得最具有代表性的均匀水样。若水样中总磷的浓度较高(可以观察到污水颜色较重、气味刺鼻)，酌情要少取水样的体积，可以取20 mL、15 mL、10 mL、5 mL系列的试样，总的原则就是当预计水样浓度越高则所取水样的体积越小，因为确认水试样浓度高，若仍取试样体积较大，则比色会超量程，还得重新消解，费时费力。

4 样品消解时问题的处理

在消解时，吸取25 mL摇匀的水样放于50 mL比色管中，再加过硫酸钾溶液4 mL，将比色管的盖子盖紧，用事先剪好的小块纱布包住瓶塞，此时要注意纱布要长点以便能包住比色管的外边的凹沿，再用工程线将其缠紧、系好，线要多缠几圈缠在凹沿处(以防加热时玻璃塞子喷出)。将包好、缠好的比色管放在大烧杯中，置于水量足够(用纯水或蒸馏水否则会产生水垢)的高压蒸气消毒器中加热。若线缠不紧或纱布没包到凹沿处或线没缠在凹沿处都会导致比色管中液体在受热后膨胀而喷管，进而使此喷管后水样不能继续分析。

置于高压蒸气消毒器中的大烧杯不能翻倒，若翻倒则高压蒸气消毒器中的水会一直浸湿比色度，会或多或少加大喷管现象发生，因为高压蒸气消毒器中有水会使大烧杯产生浮力，且水加热后若沸腾也会促使烧杯翻倒。

消解时，高压蒸气消毒器在使用时要注意锅内水量是否足够，加热时要盖好盖，拧好螺母，打开放气阀，关好安全阀，将锅内冷空气排出，温度上升到90 ℃时，关好放气阀。当锅内压力达到108 kPa时，此时相对应的温度应该为120 ℃时，为了节省时间，可以在准备消解水样前，稍早打开高压锅的加热开关，让锅里的水提早预热。压力锅温度达到120 ℃时，需要保持30 min后停止加热。等到压力锅中温度下降到50 ℃以下时，此时锅内压力降至与大气压基本相等后，打开放气阀，压力释放到安全时，打开锅盖取出放冷，取出大烧杯，但要注意，此时要戴防烫手套。之后用水稀释至标线。

消解结束后，要注意的是必须要等到高压锅内自然降压后再取出大烧杯，过早放气减压，也会导致喷管且会使压力锅出现故障。为防止喷管造成的水样损失，每次可以多带几支试样，使喷管带来的损失减到最少。喷管的原因除了上面几点外，还有比色管的质量问题，或是在化验过程中及清洗比色管时比色管受到碰撞产生细小裂纹，也会产生喷管或直接炸裂。这些问题就需要分析人员在操作中细心，以降低人为因素带来的影响。还有的化验员为了省事，在消解前就将水样用纯水稀释到50 mL标线后，开始消解，这样做会加大喷管的机率。所以要遵守化验操作规程，按国家标准步骤操作，图省事走捷径，终将会影响化验的结果。

5 显色过程常遇到的问题分析

显色时，向每个消解好的比色管中加入1 mL 10%抗坏血酸溶液，并摇匀，30 s后(可用定时器)加2 mL钼酸铵溶液并充分摇匀。此时要注意的是有浊度时，就需要配制一个空白水样，指的是水样按上面的步骤消解后用纯水稀释至50 mL的标线，不加抗坏血酸和钼酸铵溶液，而是向空白水样中加入3 mL浊度-色度补偿液(当天配制)，最后从所要测试的水样的吸光度中扣除空白水样的吸光度，作为最终的测定吸光度。

6 测量吸光度时的问题分析

之后，用分光光度仪测量吸光度，将上面加好抗坏血酸和钼酸铵的水样，在室温20 ℃～30 ℃，静置15 min后要用校准后的洁净的光程为30 mm的比色皿，调分光光度计的波长至700 nm，以零浓度溶液为参比，测量吸光度，扣除空白实验的吸光度后，然后把扣除空白吸光度的值代入曲线方程中就能算出磷的含量。空白实验一般做2个，空白实验的吸光度不能太大，太大说明试剂没配好或器皿有污染。显色时室温20 ℃～30 ℃最适宜。

7 校准曲线时的问题分析

校准曲线的绘制，可取数支50 mL磨口具塞比色管，分别加入磷酸盐标准使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0 mL,分别加纯水稀释定容到25 mL，再加4 mL 5%的过硫酸钾消解完成后，用纯水定容至50 mL，再向比色管加入1 mL 10%抗坏血酸溶液，摇匀。在30 s之后分别加入2 mL钼酸铵溶液，充分摇匀，在室温下放置15 min。以零浓度溶液为参比，测量其吸光度值(分光光度计要提前预热20 min左右)，减去空白实验的吸光值，和对应的标液中的磷的含量绘制校准曲线。曲线的绘制，除配制好试剂外，关键是用移液管时操作要适当，移液管要竖直，视线要平视，视线背景要清晰，看液面的凹面处，移液时，要掐紧管，不要让液体流下去。

8 化验结果的计算

化验结果在计算时，所测量水样总磷的含量，计算公式为：总磷(P，mg/L)=m/V,其中，m是水样中由校准曲线查得的磷量，μg；V是测量时所取水样体积，mL。这个计算过程，要注意单位的统一，要看好标准溶液或考核样品浓度的单位，与计算时的单位要对应。

9 结语

采用钼酸铵分光光度法监测水质总磷的化验过程中，由于人为影响、分析方法的选择、仪器的稳定性、器皿的洗涤方法、试剂的质量等，都会给分析带来误差，本文主要通过分享在日常化验中积累的经验，尽量减少化验时主观因素对项目的影响，希望为相关工作提供参考。