微波消解钼酸铵分光光度法测定水中总磷
磷在自然界中分布很广,以各种磷酸盐的形成存在。它是生物生长必须的营养元素,水质中含有适度的营养元素会促进生物和微生物生长,令人关注的是磷对湖泊、水库、海湾等封闭状水域,或者水流迟缓的河流富养化具有特殊的作用。
由于人为因素,在水域中的磷逐渐富集,伴随着藻类异常增殖,使水质恶化的过程称为“富营养化”。在这个过程中,水体由于藻类大量增殖和腐烂分解,消耗水中的溶解氧,有害于鱼类等水生动物的生长,降低水的透明度,降低了水资源在饮用、游览和养殖等方面的利用价值,为保护水质,控制危害,在环境临测中总磷已列入正式的临测项目。
传统检测方法中,水样的预处理采用硝酸一高氯酸电热板消解或过硫酸钾高压锅消解,操作繁琐,费时,遇特殊水样,消解不彻底。本文采用过硫酸钾微波消解法测定。实验表明,样品的消解可以进行的更精确彻底,由于微波直接向样品释放能量(热是副产物),避免了传统方式(热传导,热对流)中能理的损失,提高了能理的使用效率,使消解速度大大提高,同时达到较好的精密度和准确度。对不同来源的水质进行传统法与微波法比较,实验表明,两种方法测定结果之间具有良好的可比性。
2. 实验部分
2.1.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,在锑盐存在生成磷钼杂多酸后,立即被抗坏血酸还原,生成蓝色络合物。
2.2.仪器设备及主要试剂
(1)仪器设备
A.分光度计
B.微波炉:数字显示,功率可调的家用微波炉
C.FR 100型密封微波消化罐
D.50ml比色管若干
(2)试剂
A.5%过硫酸钾溶液
B.10%抗坏血酸溶液
c.钼酸盐溶液:溶液13g[(NH4)6MO70244H20]于100ml水中。溶解0.35g酒石酸锑钾[KSbC4H407.1/2H20]于100ml水中,在不断搅拌下把钼酸铵溶液徐徐加入300ml硫酸(1+1)中,加酒石酸锑钾溶液并混合均匀。此溶液贮存于棕色试剂瓶中,在冷处可保存二个月。
D.磷标准贮备溶液:称取0.2197±O.001g于110~C干燥2h在干燥器中放冷的磷酸二氢钾,用水溶解后转移至1000ml]容量瓶中,加入大约800ml水,加5ml(1+1)硫酸,用水稀释至标线并混匀。lml此标准溶 液含50.0ug磷。
E.磷标准使用溶液:半10.00ml磷标准溶液(D)转移至250ml容量瓶中,用水稀释至标线并混匀,1.00ml此标准溶液含2.00ug磷。2.3.分析步骤
2.3.1.消解
准确移取量混匀水样于FR一100型微波消化罐中,加水至约25ml,加人4ml过硫酸钾溶液,放上内盖,旋紧外盖,轻轻摇动消化罐使溶液混匀,每次5—6个消化罐均匀在微波炉负载盘上围成一圈,关上炉门即可开启微波炉电源进行消化。消化时选用中等功率,消解8分钟。
2.3.2.发色
水样消解好后,取出消化罐用流水冷却,旋开外盖,用蒸馏水冲洗内盖干净后,收集试液于50ml比色管中,定容,分别向各份消解液中加入1ml抗坏血酸溶液,混匀,30s加2ml钼酸溶液,充分混匀。
2.3.3.分光光度测量
室温下放置15分钟后,使用光程为20mm比色皿,在700mm波长下,以水做参比,测定吸光度。扣除空白实验的吸光度后,从工作线上查得磷的含量。
2.3 4空白实验
按上述步骤(2.3.1-2.3.3)规定进行空白实验,用水代替试样,并加入与测定相同体积的试剂。
2.4.计算
总磷含量以c(mg/L)表示,按下式计算:
C=m/v
式中:m---试样测得含磷量,ug
v---测定用试样体积,ml
3.结果与讨论
3.1空白值测定及标准回线绘制
分取0.O,1.00,3.oo,5.00,8.00,10.00,15.00ml磷酸盐标准使用液于消解罐中,按2.3.1--2.3.3步骤操作,得一标准曲线如下表,空白试验每日做两个平行,累积10天数据如下表。
由表1可知,实验后计算得检测限为O.008ml/1,标准曲线的相关系数为0.9997,剩余标准差为0.0057。均满足实验室内质量控制要求,说明实验各条件处于理想状态。
3.2准确度实验
为了检验微波消解法的准确度,分别取环境临测总站考核样、磷酸二氢钾标准深液,污水厂各工艺段水样以及湖泊水样进行实验,结果见表2。
由表2可见,对标准试剂磷酸二氢钾的测定,标样回收率为100%,考核样的测定
值在保证值范围内,各实际水样的加标回收率为97.6%一102%。
3.3精密度实验
用微波消解法分别对五种污水,考核样以及磷酸二氢钾标样进行测定,每份水样作六个平行,结果见表3。
由表3可知,除活性污泥因取样不均,相对标准偏差为3.9%,其余九种标准样品,废水样品的相对标谁偏差均小于3%,说明该方法具有一定可靠性和较好的重复性。
3.4对比实验
为检验该方法对实际样品的有效性,本文选取不同水样进行微波消解与传统高压消解对比实验,结果见表4。
取置信水平95%(a=0.05),t检查结果表明,对于测定的实际水样及试剂,两种方法测定结果均无显著性差异,可以认为结果一致的。
4.结论
4.1通过精密度、准确度对比实验,数据表明,微波消解法是快速测定总磷的有效方法。方法简便,快速易操作,有较好的精密度和准确度。
4.2由于目前内国内微波炉种类繁多,功率不一,使用前可参照微波炉及密封微波消化罐使用说明书,试验出最佳功率及时间组合,以求达到最好的消解效果。
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