帕提古力·阿不都米吉提

(新疆喀什水文勘測(cè)局，新疆 喀什 844000)

磷幾乎在地表水中以不同形式的磷酸鹽存在，是地表水質(zhì)影響的重要指標(biāo)之一[1]。地表水體中過剩的磷元素將使得水體產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化，使得河流水體過渡繁殖藻類，對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生較大程度的影響[2]。因此地表水質(zhì)重要的監(jiān)測(cè)指標(biāo)即為總磷，常被用于分析地表水富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的程度[3]。喀什地區(qū)目前對(duì)于總磷的檢測(cè)主要采用流動(dòng)注射[4]和消解-分光光度[5]兩種標(biāo)準(zhǔn)方法.。兩種方法的測(cè)定原理均通過消解各類磷元素使其轉(zhuǎn)化成正磷酸鹽，滴入鉬酸使得正磷酸鹽產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換成磷鉬酸雜多酸，并通過酸性介質(zhì)將磷鉬酸雜多酸轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定性較高的藍(lán)色絡(luò)合物，其含量主要通過朗伯比爾定律進(jìn)行測(cè)定[5]。地表水總磷的檢測(cè)由于受到外界干擾影響程度較大，因此其相比于地表水質(zhì)其他指標(biāo)測(cè)定的難度及偏差均較大[6]。水樣采集和保存方式、樣品預(yù)處理方式、消解試劑以及試驗(yàn)器材的選擇、消解過程以及水體渾濁度均會(huì)對(duì)總磷檢測(cè)產(chǎn)生不同程度的影響[7-10]。為提高喀什地區(qū)地表水體總磷檢測(cè)的準(zhǔn)確度，本文從實(shí)際檢測(cè)工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，對(duì)當(dāng)期喀什地區(qū)采用的常規(guī)總磷檢測(cè)方法進(jìn)行優(yōu)化，并提出影響因素的質(zhì)量控制措施，從而指導(dǎo)喀什地區(qū)地表水中總磷檢測(cè)的實(shí)際工作。

1 影響因素探討

通過對(duì)日常總磷檢測(cè)的工作發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行總磷檢測(cè)時(shí)水樣采集和保存方式、品預(yù)處理方式、消解試劑以及試驗(yàn)器材的選擇、消解過程以及水體渾濁度均會(huì)對(duì)總磷檢測(cè)產(chǎn)生不同程度的影響，本文對(duì)這幾類影響因素進(jìn)行探討，并提出控制措施，各類影響總結(jié)為以下5項(xiàng)：

水樣采集和保存方式影響：地表水中的磷類物質(zhì)較易被膠體或者砂石吸附在其表面，

檢測(cè)影響度較高，因此對(duì)水樣采集及后續(xù)測(cè)定均有明顯影響，在實(shí)際總磷檢測(cè)過程中，水樣的采集和保存由于操作差異度對(duì)總磷檢測(cè)結(jié)果影響程度較大，這也是總磷檢測(cè)準(zhǔn)確度相比于其他指標(biāo)較低的原因所在，因此在水樣采集和保存的過程中需要嚴(yán)格和統(tǒng)一各個(gè)環(huán)節(jié)，制定標(biāo)準(zhǔn)的水樣采集和保存工作流程，從而降低操作方式的差異帶來的總磷檢測(cè)誤差。

水樣消解處理方式影響：總磷檢測(cè)水樣消解常用的處理方式為高壓消解、電熱以及煮沸消解等，總體可歸類為高壓和在線消解兩種方式，但高壓消解方式存在一定的危險(xiǎn)度，而在線消解一般需要較為昂貴的價(jià)格，當(dāng)前急需對(duì)總磷檢測(cè)水樣消解方式進(jìn)行優(yōu)化，通過節(jié)約水樣消解的時(shí)間和消耗的試劑，確?？偭讬z測(cè)的安全。

因此磷類物質(zhì)在地表水中一直處于吸附～解析的狀態(tài)，分光光度方法對(duì)地表水膠體或者

地表水渾濁度以及色度的影響：總磷檢測(cè)的分光光度方法決定了水體渾濁度以及色度對(duì)其檢測(cè)準(zhǔn)確度有所干擾，由于大量泥沙在伴隨著水體進(jìn)行流動(dòng)和沉淀，因此要保證地表水體總磷檢測(cè)的質(zhì)量需要對(duì)水體中的色度以及渾濁度進(jìn)行去除。通過長(zhǎng)期的工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在水體中色度和渾濁度較為便捷的方式為濾膜法以及離心法，這種方法可在大部分情況下對(duì)水體中的色度和濁度進(jìn)行有效去除，可保證檢測(cè)質(zhì)量病提高檢測(cè)的時(shí)效性。

顯色示條件的影響：對(duì)地表水總磷檢測(cè)的關(guān)鍵步驟之一是還原顯色過程，酸度以及溫度是顯色還原較為敏感的兩個(gè)因子，因此在具體檢測(cè)過程中需要選擇穩(wěn)定且較快速的反應(yīng)條件，才能保證水樣總磷檢測(cè)的質(zhì)量。

其他因素影響：檢測(cè)中選用的玻璃器皿以及比色皿由于較強(qiáng)吸附力磷鉬藍(lán)絡(luò)合物影響，使得總磷檢測(cè)的影響容易受到干擾，此外由于檢測(cè)采用的玻璃器皿顯色時(shí)由于含有少量的硼硅酸鹽，是得其會(huì)產(chǎn)生硅鉬藍(lán)，容易使得磷檢測(cè)出現(xiàn)偏差，因此在進(jìn)行地表水總磷檢測(cè)前需要對(duì)關(guān)鍵耗材以及操作步驟進(jìn)行嚴(yán)格管理，確保檢測(cè)質(zhì)量準(zhǔn)確度。

2 檢測(cè)方法優(yōu)化分析

在實(shí)際地表水總磷檢測(cè)過程中，檢測(cè)步驟一致性、差異控制性以及可比性時(shí)確?？偭讬z測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的重要保證，通過多年總磷檢測(cè)試驗(yàn)，在現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)總磷檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，對(duì)其檢測(cè)方法進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化檢測(cè)方法進(jìn)行驗(yàn)證。

2.1 試驗(yàn)儀器和主要試劑

采用紫外分光光度方法對(duì)地表水總磷進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，總磷檢測(cè)所需儀器和主要試劑的配比情況見表1。

表1 紫外分光光度方法下總磷檢測(cè)需要的試驗(yàn)儀器和主要試劑列表

2.2 優(yōu)化檢測(cè)方法

通過對(duì)地表水總磷工作實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)總磷檢測(cè)的方法進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)水樣采集到檢測(cè)的步驟進(jìn)行嚴(yán)格控制，優(yōu)化檢測(cè)主要分為以下兩個(gè)步驟：

水樣采用有機(jī)玻璃器皿進(jìn)行采集后在塑料大桶中進(jìn)行30分鐘的自然沉降后，對(duì)上層液體采用虹吸方法進(jìn)行抽取，采用硫酸溶液調(diào)節(jié)抽取水樣的pH值低于或等于2.0，在10℃恒溫桶對(duì)水樣進(jìn)行保存并運(yùn)回到檢測(cè)室進(jìn)行總磷測(cè)定。若水樣進(jìn)行沉降后依然有所渾濁，則將水樣放入到5 000r/min的玻璃離心管中進(jìn)行15分鐘離心預(yù)處理，取出后進(jìn)行冷卻放置。

在不調(diào)整PH值得基礎(chǔ)上加入過硫酸鉀溶液對(duì)水樣進(jìn)行混勻消解，采用160℃的微波方法或者高壓方法對(duì)水樣進(jìn)行消解后加入顯色劑進(jìn)行15分鐘的培養(yǎng)，在10分鐘內(nèi)采用紫外分光光度方法對(duì)地表水總氮進(jìn)行檢測(cè)。

優(yōu)化方法相比于常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法對(duì)時(shí)間和溫度進(jìn)行了逐步和嚴(yán)格控制，并結(jié)合離心和微波方法對(duì)水樣進(jìn)行消解有效去除了干擾因素，提高了地表水體中總磷檢測(cè)的時(shí)效性和準(zhǔn)確度。

2.3 優(yōu)化驗(yàn)證分析

分別采用本文提出的優(yōu)化檢測(cè)方法和常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)喀什地區(qū)地表水樣中總磷進(jìn)行檢測(cè)，具體總磷檢測(cè)結(jié)果如表2所示。為對(duì)優(yōu)化檢測(cè)方法的檢出限進(jìn)行分析，采用優(yōu)化檢測(cè)方法對(duì)較低濃度水樣進(jìn)行6次重復(fù)檢測(cè)，對(duì)各重復(fù)檢測(cè)的精密度進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果見表3。

表2 優(yōu)化檢測(cè)和常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)的測(cè)定結(jié)果對(duì)比

表3 總磷優(yōu)化檢測(cè)的精密度分析結(jié)果

按照國(guó)家水質(zhì)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)要求，采用紫外分光光度方法進(jìn)行地表水總磷檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)偏差總體控制在1.6%～3.7%之間，從表2中不同方法水樣檢測(cè)數(shù)據(jù)可看出，對(duì)于自然條件下的水樣而言，優(yōu)化檢測(cè)方法和常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法均可滿足國(guó)家水質(zhì)檢測(cè)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD的要求。隨著水樣干擾因素復(fù)雜程度的增加，常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)方法檢測(cè)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差將有所增加，而本文提出的優(yōu)化檢測(cè)分析方法可以滿足總磷檢測(cè)的精密度要求。為對(duì)優(yōu)化檢測(cè)方法的檢出限制進(jìn)行確認(rèn)，本文選用濃度較低為0.01 mg/L的水樣進(jìn)行了6次重復(fù)測(cè)定試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，按照總磷檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)曲線要求，優(yōu)化檢測(cè)分析的總磷檢出限可達(dá)到0.008 mg/L，可實(shí)現(xiàn)低濃度水樣總磷的檢測(cè)。此外本文還對(duì)平行樣本進(jìn)行了質(zhì)控分析，通過5組平行樣本的總磷檢測(cè)濃度在0.175～0.192 mg/L之間，均到達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的最大允許范圍內(nèi)，優(yōu)化檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度和精密度可滿足檢測(cè)實(shí)際要求。通過對(duì)優(yōu)化檢測(cè)方法進(jìn)行了隨機(jī)樣本的T檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)化檢測(cè)方法和常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法在檢測(cè)效果上有所差異，這主要是因?yàn)閮?yōu)化檢測(cè)方法相比于常規(guī)檢測(cè)方法，通過微波和離心消解方法顯著消除了水體中總磷測(cè)定的相關(guān)干擾因素，提高了其檢測(cè)總磷檢測(cè)的質(zhì)量。

3 結(jié)語

(1)在總磷實(shí)際檢測(cè)過程中，高壓消解方式存在一定的危險(xiǎn)度，而水樣在線消解一般需要較為昂貴的價(jià)格，而微波和離心水樣消解方法操作相對(duì)較為便捷，且能保證操作人員的安全，通過驗(yàn)證表明這兩種水樣消解方式可有效減低水體中總磷檢測(cè)的渾濁度和色度干擾因素，優(yōu)化地表水總磷檢測(cè)的質(zhì)量。

(2)在地表水總磷測(cè)定水樣采集時(shí)，建議采用硫酸溶對(duì)抽取水樣的PH值進(jìn)行調(diào)整至2.0以下，并在10℃恒溫桶對(duì)水樣進(jìn)行保存，運(yùn)回到試驗(yàn)室后立即開展總磷測(cè)定實(shí)驗(yàn)；

(3)若采集水樣進(jìn)行沉降預(yù)處理后后依然有所渾濁，建議將水樣放入到5 000 r/min的玻璃離心管中進(jìn)行15分鐘離心預(yù)處理，取出后進(jìn)行冷卻放置，可滿足檢測(cè)要求。