流动注射分析法测定昆明学院院洋浦校区地表水中总磷含量_王颖臻.pdf

2023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.1doi:10.3969/j.issn.1004-275X.2023.01.18流动注射分析法测定昆明学院院洋浦校区地表水中总磷含量*王颖臻，葛丹丹，张毅，杨艳华(昆明学院化学化工学院，云南昆明650214)摘要:地表水中总磷含量是水质评价中的重要指标之一。应用流动注射分析法测定昆明学院洋浦校区地表水中的总磷含量。该方法在总磷质量浓度 0.050 1.60 mg/L 范围与峰高响应值呈良好线性关系(r=0.9993)，检出限为 0.007 mg/L，用于测定水样中总磷含量，相对标准偏差在 0.27%3.61%之间，加标回收率 97%117%。实验结果与“GB11893 89 钼酸铵分光光度法”比较，无显著差异，简便、快速、准确，可用于批量样品分析。关键词:流动注射分析法;总磷含量;地表水中图分类号:O661.1文献标识码:A文章编号:1004 275X(2023)01 0065 03Determination of Total Phosphorus Content in Surface Water of Yangpu CampusKunming University by Flow Injection Analysis*Wang Yingzhen，Ge Dandan，Zhang Yi，Yang Yanhua(College of Chemistry and Chemical Engineering，Kunming University，Kunming 650214，China)Abstract:Total phosphorus content in surface water is one of the important indicators of water quality evaluation The flow injection analyzer wasused for the determination of total phosphorus in surface water of Yangpu Campus of Kunming University Linear relationship between values ofPeak height and mass concentration of total phosphorus was obtained 0 050 1 60 mg/L(r=0 9993)，with values of limit of 0 007 mg/L Thisproposed method was supplied to the determination of total phosphorus in water samples with relative standard deviation in the range of 0 27%3 61%The recover rate of standard of addition is 97%117%Compared with method of ammonium molybdate spectrophotography inGB11893 89，the result had not significant difference Test result shows that the method is simple，fast accurate and applicable to determine to-tal phosphorus in water It is suitable for largescale sample analysisKey words:flow Injection analysis;total phosphorus content;surface water天然水中所含磷大部分以各种磷酸盐形式存在，分为正磷酸盐、缩合磷酸盐(焦磷酸盐、偏磷酸盐、多磷酸盐)和有机结合磷(如磷脂等)，它们存在于各种水体、腐殖质粒子或水生生物中1。水体中适量的磷元素可促进水生物生长和发育，磷含量过高可导致相关植物非正常生长，水体富营养化，打乱水体平衡。水体中磷含量如超过 0.2 mg/L，会导致藻类过度繁殖，直至富营养化，造成水体透明度降低，水质恶化2。因此，地表水中总磷含量是水质评价中重要指标之一，目前我国测定水中总磷的方法常用的有钼酸铵分光光度法和孔雀绿磷钼杂多酸分光光度法，方法准确、稳定，成本较低，但二者都需要采用高压锅对样品进行消解，存在耗时长、用样量大、操作过程较繁琐等问题3，不适合大批量样品分析。20 世纪 70 年代由丹麦学者 uzicka 及 Hansen 提出的 流 动 注 射 分 析 技 术(Flow Injection Analysis，FIA)具有设备简单、分析速度快、精密度高、样品及试剂消耗量少和适用性广等特点4，尤其在大批量样品的连续、自动化分析方面更显现其优势。朱静平等应用流动注射法同时测定海水中氨氮和磷酸盐的含量5。流动注射分析法也可广泛应用于地表水中的总磷含量测定，具有仪器设备结构简洁、操作简便、分析速度快、试剂试样用量少、精度高等特点6。该方法采用过硫酸钾在线紫外消解不同形态的磷，使其转化为正磷酸盐，正磷酸盐与钼酸铵和酒石酸锑钾反应，生成磷钼化合物，该化合物被抗坏血酸还原，形成蓝色化合物，在 880 nm 处有特征吸收7。本文采用流动注射分析法方法测定了昆明学院洋浦校园部分区域地表水中的总磷含量。1实验部分1.1实验仪器SKALA SAN+连续流动分析仪，包括双针取样器、蠕动泵、空气阀、化学分析模块、废液接收池以及高性能数位分光光度计检测器，软件数据处理系统;普力菲尔 DZG 303A 超纯水仪;超声波仪。1.2试剂与标准实际配制均采用超声波除气后的去离子水。1)消化试剂:量取 42.50 mL 97%的 H2SO4溶于400 mL 去离子水，加入 4.9500 g 过硫酸钾，溶解并冷却至室温，去离子水定容至 500 mL 摇匀;2)钼 酸 铵 溶 液(不 能 与 金 属 接 触):量 取20.00 mL 97%的 H2SO4小心加入400 mL 去离子水中稀释，加入2.4000 g 钼酸铵溶解，定容至500 mL 摇匀;562023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.13)酒石酸锑钾氧储备液:准确称取 0.3000 g 酒石酸锑钾溶于 200 mL 去离子水中;4)抗坏血酸溶液:称取 9.0000 g 抗坏血酸溶于400 mL 去离子水中，然后加入 10.0 mL 酒石酸锑钾氧储备液，去离子水定容至 500 mL 摇匀;5)硫 酸 溶 液:量 取 80 mL 97%的 H2SO4于400 mL 去离子水中稀释，冷却，加入 1.00 mL FFD6，定容至 500 mL 摇匀，充分混合;6)氢氧化钠溶液:称量 115.0000 g 氢氧化钠固体，溶于 400 mL 去离子水中，待溶液冷却后定容至500 mL 混匀，聚乙烯瓶储存;7)去离子水+FFD6:量取 1.00 mL FFD6 溶液，500 mL 去离子水充分混合;8)总磷标准储备液:50 mg/L(以 P 计)准确称量 0.2197 g 经 110 烘干 2 h 在干燥器中放冷的磷酸二氢钾，溶解定容至 1000 mL 去离子水中，放入冰箱保存，有效期为 2 个月。1.3方法原理水样中的各形态磷经在线紫外 过硫酸盐消解转化为正磷酸盐，正磷酸盐与钼()和锑()在酸性介质中反应生成锑 磷钼酸盐化合物，该化合物与抗坏血酸反应生成蓝色络合物，在880 nm 处进行检测。自动进样器蠕动泵在线紫外消解总磷分析模块检测器数据处理系统。1.4实验步骤1.4.1水样采集与保存使用带聚四氟乙烯(PTFE)衬盖的深色玻璃样品瓶采集水样，水样采集后，加硫酸酸化至 pH2 保存。1.4.2样品预处理水样中不含悬浮物，低色度的清洁地表水可直接测定;对混浊、色度较深的水样，用0.45 m 滤膜过滤。1.4.3标准系列分别移取总磷标准储备液(50 mg/L):0.00、0.10、0.40、0.80、1.60、3.20 mL 于 100 mL 容量瓶中，去离子水定容，磷质量浓度分别为0.00、0.050、0.20、0.40、0.80、1.60 mg/L。1.4.4测定连接模块通道，启动连续流动注射分析仪，打开工作软件，设定分析参数，进样时间 60 s，清洗时间120 s，消解温度107，比色温度 40，编辑样品序列表，排列样品。高纯水清洗管路 20 min 后进试剂，运行至基线平稳后，启动工作程序进行样品分析。2结果讨论2.1标准曲线以标准溶液系列质量浓度对信号响应值峰高做一元线性回归，绘制标准曲线，回归方程:y=0.0448x+0.8156，r=0.9993，图1 可见总磷质量浓度在0.001.60 mg/L 范围内具有良好线性关系。图 1总磷分析标准曲线图2.2方法检出限美国国家环境保护局对检出限的描述为:能够被检出并在被分析物浓度大于零时能以 99%置信度报告的最低浓度2。方法检出限(method detection limit，MDL)的计算如下:MDL=t s其中 t 是具有测定值的 99%置信度以及采用 n 1 自由度评估得到标准偏差的数值(7 次测定 t=3.143，查 t 分布表得到);s 是 7 次平行测定的标准偏差。本次测定配制低质量浓度的标准溶液0.05000 mg/L，平行测定7 次，测定结果见表1，根据上述公式计算，得出MDL 为0.007 mg/L;相对标准偏差(elative StandardDeviation，SD)为4.61%。表 1检出限测定结果(n=7)测定次数1234567SD(P)/(mgL1)0 0480 0530 0510 0520 0510 0480 0474 61%2.3精密度实验分别配制 0.1000、1.0000 mg/L 的总磷标准溶液，平行测定 7 次，计算标准偏差(Standard Deviation，SD)和 SD，结果见表2。表明方法精密度较好。表 2精密度测定结果1234567SD/(mgL1)SD/%0 1000/(mgL1)0 0980 1040 1020 1030 0970 0980 1010 0282 801 0000/(mgL1)0 9981 0131 0221 0120 9920 9971 0250 0131 28662023 年 1 月云南化工Jan 2023第 50 卷第 1 期Yunnan Chemical TechnologyVol.50，No.12.4样品测定本实验测定样品为昆明学院洋浦校园部分区域地表水，分别是:学校浇花用水、博识楼(荷花池)、惟实楼(鱼塘)、听心湖、博雅湖水样。水样以脱脂棉 3 次过滤后测定，结果见表 3。表 3水样中总磷含量测定结果mg/L水样平行 11 08650 056050 072720 064230 07651平行 21 09820 057710 075850 065480 07684平行 31 10030 060200 075770 066610 07713SD/%0 683 612 381 830 272.5加标回收实验测定样品的时，在同一样品中加入一定量标准物质进行测定，计算加标回收率，是实验室常用确定准确度的方法。相同条件下采集 5 个水样中进行加标回收分析，表 4 结果可见加标回收率在 97%117%之间，此实验条件下所测结果准确。表 4水样加标回收测定结果水样加标量/(mgL1)加标测定值/(mgL1)加标回收率/%1 9221110 801 9641151 9821170 1121120 0500 1181150