地表水中总磷.ppt

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地表水中总磷的测定2012年2月6日 一般情况下，在天然水中，磷几乎都是以各种磷酸盐的形式存在，它们分为无机形态的正磷酸盐、缩合磷酸盐（焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐）和有机结合的磷（如磷脂等），它们存在于溶液、腐殖质粒子或水生生物中。 本次介绍内容一、概述二、几种总磷测定方法介绍（消解与测定）三、过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法的介绍 总磷(TP)颗粒态总磷(PP)溶解态总磷(TDP)溶解无机磷(DIP)溶解有机磷(DOP)颗粒无机磷(PIP)颗粒有机磷(POP)一、概述用0.45μm滤膜过滤的滤液可溶性正磷酸盐焦磷酸盐;二磷酸pyrophosphate;diphosphate偏磷酸盐metaphosphate多磷酸盐polyphosphate消解可溶性总磷酸盐正磷酸盐phosphate消解 地表水环境质量标准GB3838-2002相关要求水质监测6.1本标准规定的项目标准值，要求水样采集后自然沉降30min，取上层非沉降部分按规定方法进行分析；6.3本标准水质项目的分析方法应优先选用表4~表6规定的方法，也可采用ISO方法体系等其它等效分析方法，但需进行适用性检验。GB11893-89 分析方法序号项目分析方法最低检出限（mg/L)方法来源8总磷钼酸铵分光光度法0.01GB11893-89表4地表水环境质量标准基本项目分析方法水质标准限值序号ⅠⅡⅢⅣⅤ8总磷（以P计）≤0.02(湖、库0.01)0.1(湖、库0.025)0.2(湖、库0.05)0.3(湖、库0.1)0.4(湖、库0.2)表1地表水环境质量标准基本项目标准限值单位：mg/L （一）消解方法高压消解微波消解紫外消解烘箱加热消解光催化氧化利用COD快速消解器快速消解二、测定方法 分光光度法（二）分析（显色）方法流动注射分析法(FIA)等离子发射光谱法(ICP-AES)离子色谱法氯化亚锡还原钼蓝法灵敏度较低，干扰也较多孔雀绿-磷钼杂多酸法灵敏度较高，容易普及罗丹明6G（Rh6G）荧光分光光度法钼酸铵分光光度法灵敏度最高GB11893-89因还原剂抗坏血酸对环境的影响较小，测定结果重现性较好等优点而成为人们比较常用的方法灵敏度较低 （一）消解方法介绍硝酸—硫酸消解法、硝酸—高氯酸消解法：可调温度电炉或电热板。过硫酸钾消解法：医用手提式高压蒸汽消毒器或一般民用压力锅。微波消解法：通过电磁波作用于水样，产生较强的震动、摩擦，从而实现水中磷的氧化分解。该法简便、快速、消解彻底，同时可以达到较好的精密度和准确度。紫外消解法：通过紫外光的照射促使分子活化发生反应达到消解目的，该法可以在较低温度下进行，精密度和准确度很高。 烘箱加热消解：利用恒温干燥箱代替传统的蒸汽消毒器，在120℃下消解，该方法不仅操作简便、温度更易控制、工作时间缩短，而且不会出现比色管中试样外溢等现象，测定结果准确。光催化氧化技术：一种新兴的样品预处理技术，采用二氧化钛为催化剂，通过使用光催化氧化消解含磷水样，溶解总磷的平均消解率在96.2％以上。该法无需高温高压处理，精密度高，无二次污染。COD快速消解：包括COD消解器、比色管和COD加热器。加盖密封水样，如果配合便携式分光光度计，可以满足暗查、抽测以及突发性水环境污染事故的现场操作，水样量仅需2.00~5.00mL。周灵辉利用该法分析总磷，得到该方法的线性范围0.00-1.50mg／L，检出限0.029mg／L，分析实际样品的相对标准偏差在6.2％以下，加标回收率在92.0％～108.0％之间。 1、离子色谱法方法原理：本法利用离子交换的原理，连续对多种阴离子进行定性和定量分析。水样注入碳酸盐-碳酸氢盐溶液并流经系列的离子交换树脂，基于待测阴离子对低容量强碱性阴离子树脂（分离柱）的相对亲和力不同而彼此分开。被分开的阴离子，在流经强酸性阳离子树脂（抑制柱）时，被转换为高电导的酸型，碳酸盐-碳酸氢盐则转变成弱电导的碳酸（清除背景电导）。用电导检测器测量被转变为相应酸型的阴离子，与标准进行比较，根据保留时间定性，峰高或峰面积定量。一次进样可连续测定六种无极阴离子（F-、Cl-、NO3-、HPO32-和SO42-）。检出限：当电导检测器的量程为10S，进样量为25l时，HPO42-检出限为0.12mg/L。（二）分析方法介绍 2、等离子发射光谱法(ICP-AES)分析原理：ICP则是利用氩等离子体产生的高温使试样完全分解形成激发态的原子和离子，由于激发态的原子和离子不稳定，外层电子会从激发态向低的能级跃迁，发射出特征谱线。南于光强度与待测元素浓度成正比，通过光栅等分光后，利用检测器检测总磷特定波长的强度就可以得到总磷浓度。测定总磷浓度时，对ICP的分辨率有较高要求。方法检出限：0.015mg/L 3、流动注射分析法(FIA)方法原理：FIA测定总磷以钼酸铵分光光度法为基础，采用在线过硫酸盐／紫外消解方法，生成的络合物于880nm比色定量。检测限：0.004mg/L，测定下限0.016mg/L。不适用于测定含悬浮物颗粒物较多、且颗粒粒径大于250μm的水样。 总磷分析方法一般分为两步：第一步是用氧化剂将水样中不同形态的磷转化成正磷酸盐，即消解；第二步是显色，分光测定正磷酸盐的含量。常用光度法有：氯化亚锡还原钼蓝法、孔雀绿-磷钼杂多酸法以及罗丹明荧光分光光度法、钼酸铵分光光度法。4、分光光度法 4.1氯化亚锡还原光度法方法原理：在酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵反应，生成磷钼杂多酸。当加入还原剂氯化亚锡后，则转变成蓝色络和物，通常即称为钼蓝。灵敏度较低，干扰也较多检出限：最低检出浓度为0.025mg/L，测定上限为0.6mg/L。在用氯化亚锡还原钼蓝法测定总磷时，氯化亚锡溶液的配置是用盐酸将氯化亚锡溶解后加水稀释到25mL，然后加一粒金属锡置冷暗处保存，保质期一周。两种改进方法：1、陈艳玲等用石油替代水稀释氯化亚锡盐酸溶液，改进后的方法无需加入金属锡且在常温下可以长期使用，不仅满足监测分析方法的要求，而且标准曲线的相关性、方法的灵敏度和显色溶液的稳定性均优于原分析方法。2、将流动注射法与氯化亚锡还原光度法相结合，在配制氯化亚锡时加入适量丙蔓醇，延长氯化亚锡的保存时间，通过优化试验条件，克服氯化亚锡测定总磷时灵敏度低的不足，新方法检出限为0.02mg/L，精密度和准确度均符合要求，而且分析速度加快。 4.2孔雀绿-磷钼杂多酸分光光度法方法原理：在酸性条件下，利用碱性染料孔雀绿与磷钼杂多酸生产绿色例子络合物，并以聚乙烯醇稳定显色液，直接在水相用分光光度法测定正硫酸盐。其摩尔吸光系数为1×105L/(mol.cm)。检出限：最低检出浓度为0.001mg/L，使用范围：0~0.3mg/L。4.3罗丹明荧光分光光度法 4.4钼酸铵分光光度法GB11893-89方法原理：中性条件下用过硫酸钾使试样分解为正磷酸盐，在酸性条件下正磷酸盐再与钼酸铵、洒石酸锑氧钾反应，生成磷钼杂多酸，立即被抗坏血酸还原变成蓝色络合物，于700nm比色定量。检出限：最低检出浓度为0.01mg/L（吸光度A=0.01时所对应的浓度）；测定上限为0.6mg/L过硫酸钾消解法消解样品彻底，重现性、精密度和准确度相较其他两种要高。 运用HACHDR／2500分光光度计测定总磷，该方法主要依据《HACHDPU2500分光光度计操作手册》中编号为“8190”的测试方法。周婷等运用该法，以过硫酸钾为氧化剂，消解温度在150℃，得到检出限为0.02mg/L。该法在测定浓度较低的地表水样品，可以替代GB11893-89，但是在测定浓度较高的工业废水样品时，有时候偏差较大，需要根据实际情况另选测定方法。 4.5各种分析方法比较方法离子色谱法ICP-AESFIA氯化亚锡还原光度法孔雀绿-磷钼杂多酸分光光度法GB11893-89检测限电导检测器量程10S，进样量25l时，检出限为0.04mg/L。0.015mg/L0.004mg/L，测定下限0.016mg/L最低检出浓度为0.025mg/L，测定上限为0.6mg/L最低检出浓度为0.001mg/L，使用范围：0~0.3mg/L。最低检出浓度为0.01mg/L（A=0.01对应浓度）；测定上限为0.6mg/L优缺点灵敏度较低，不能满足要求仪器昂贵，每个样需消解，工作量大悬浮物颗粒物较多、且颗粒粒径大于250μm的水样不适用灵敏度较低，干扰也较多灵敏度较高，容易普及；但是显色剂需现配，PVA影响大因还原剂抗坏血酸对环境的影响较小，测定结果重现性较好等优点而成为人们比较常用的方法 （一）仪器1.高压蒸汽消毒器2.50ml（磨口）具塞刻度管3.分光光度计（二）试剂1、5%（m/V）过硫酸钾溶液：溶解5g过硫酸钾于水中，并稀释至100ml。2、（1+1）硫酸：浓硫酸在不断搅拌下加入蒸馏水中。3、10%（m/V）抗坏血酸溶液：该溶液贮存在棕色玻璃瓶中，在冷处可稳定几周。如颜色变黄，则弃去重配。三、过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法详细介绍 4、钼酸盐溶液：溶解13g钼酸铵[（NH4）6Mo7O24.4H2O]于100ml水中。溶解0.35g酒石酸锑氧钾[K（SbO）C4H4O6·1/2H2O]于100ml水中。在不断搅拌下，将钼酸铵溶液徐徐加倒300ml（1+1）硫酸中，加酒石酸锑钾溶液并且混合均匀。试剂贮存在棕色的玻璃瓶中于4℃冷处保存。至少稳定2个月。5、浊度—色度补偿液：混合两份体积的（1+1）硫酸和一份体积的10%（m/V）抗坏血酸溶液。此溶液当天配制。6、磷酸盐贮备溶液及磷酸盐标准溶液（临用时现配）。7、氢氧化钠：8、其它试剂 （三）干扰及消除砷含量大于2mg/L有干扰，可用硫代硫酸钠去除；硫化物含量大于2mg/L有干扰，在酸性条件下通氮气可去除；六价铬大于50mg/L有干扰，用亚硫酸钠去除；亚硝酸盐大于1mg/L有干扰，用氧化消解或加氨磺酸均可以去除；铁浓度为20mg/L，使结果偏低5%；铜浓度达10mg/L不干扰；氟化物小于70mg/L是允许的。 （四）测定步骤1、消解吸取25.00ml自然沉降30min的水样（必要时，酌情少取水样，并加水至25ml，使含磷量不超过30µg）于50ml具塞刻度管中，加过硫酸钾溶液4ml，加塞后管口包一小块纱布并用线扎紧，以免加热时玻璃塞冲出。将具塞刻度管放在大烧杯中，置于高压蒸汽消毒器或民用压力锅中加热，待锅内压力达1.0kg/cm2（相应温度为120℃）时，调节温度使保持此压力30min后，停止加热，待压力表指针将至零后，取出放冷。如溶液浑浊，则用滤纸过滤，洗涤后定容。 2、显色向比色管中加入1ml10%（m/V）抗坏血酸溶液混匀。30s后加2ml钼酸盐溶液充分混匀，放置15min。若试验中含有浊度或色度时，需配制一个空白试样（消解后用水稀释至标线），然后向试样中加入3.0ml浊度-色度补偿液，但不加抗坏血酸溶液和钼酸盐溶液。然后从试样的吸光度中扣除空白试样的吸光度。3、测量室温下放置15min后用30mm比色皿，于700nm波长处，以水为参比，测量吸光度。扣除空白试样的吸光度后，从工作曲线上查得磷的含量（ug）。若显色时室温低于13℃，可在20~30℃水浴上显色15min。 （五）空白试验按照（四）的步骤进行空白试验，用水代替试样，并加入与测定试样时相同的试剂。4、工作曲线的绘制取7支50ml具塞刻度比色管，分别加入磷酸盐标准使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0ml，加水至25ml。然后按照测定步骤进行处理。以水为参比，测定吸光度，扣除空白试验的吸光度，和对应的磷的含量绘制工作曲线。 （六）结果表述总磷含量以c(mg/L)表示，按下式进行计算：磷酸盐（P,mg/L）=式中，m--由校准曲线查得的磷量（µg）；V—水样体积（ml）。 （七）注意事项如采样时水样用硫酸固定，则用过硫酸钾消解前将水样调至中性。一般民用压力锅，在加热至顶压阀出气孔冒气时，锅内温度为120℃。操作所用的玻璃器皿，可用（1+5）的盐酸浸泡2h，或用不含磷酸盐的洗涤剂刷洗。比色皿用后应以稀硝酸或铬酸洗液浸泡片刻，以除去吸附的钼蓝呈色物。当不具备压力消解条件时，亦可在常压下进行，但操作步骤如下： 分取适量自然沉降30min后的水样（含磷不超过30µg）于150ml锥形瓶中，加水至50ml，加数粒玻璃珠，加1ml（3+7）硫酸溶液，5ml5%过硫酸钾溶液，置电热板或可调电炉上加热煮沸，调节温度使保持微沸30~40min，至最后体积为10ml。放冷，加1滴酚酞指示剂，滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色，再滴加1mol/L硫酸溶液使红色腿去，充分摇匀。如溶液不澄清，则用滤纸过滤于50ml比色管中，用水洗锥形瓶及滤纸，一并移入比色管中，加水至标线，供分析用。 问题：测定的是哪种离子的显色波长？波长多少？比色皿多长？显色剂加入量多少ml?试验消解条件同一仪器的工作曲线有效期为？干扰消除方法磷钼蓝700mm3cm2中性