肇庆市环境保护监测站 广东肇庆 526000
摘要：对循环水体中总磷进行分析，样品经紫外光氧化消解后，有机磷和各种形态的无机磷转变成正磷酸盐，以磷钼蓝的形式加以测定。本文对紫外光催化消解所需的试剂及其用量、消解时间、酸度条件等参数进行了优化，用于测定循环水样、有机磷标准物质时, 与标准分析方法相比，相对标准偏差小于4%，可满足测定要求。此方法操作简单、快速, 精密度、准确度均较高。
关键词：紫外光消解 分光光度法 循环水 总磷
1.前言
循环水中总磷含量的测定是生产中重要的中控分析项目。本文研究循环水中有机磷在碱性条件、过硫酸钾存在下的紫外光催化消解及其最佳参数,并与标准方法及其它分析方法测得的结果进行比较。
2. 实验部分
2.1 仪器
2.1.1 紫外光源20W。
2.2.2紫外光分光光度计。
2.2 试剂
除特殊注明外，试剂均为分析纯，水去离子水。
2.2.1 磷标准储备溶液：1ml含有 1000mg PO4-。
2.2.2 磷标准使用溶液：1ml含有 0.02mg PO4-。
2.2.3 过硫酸钾溶液：浓度为40mg/l。
2.2.4 硫酸：1+1。
2.2.5 氢氧化钠溶液：浓度为0.1mol/l。
2.2.6 抗坏血酸溶液(20g/l)：称取10g 抗坏血酸， 乙二胺四乙酸钠，溶于200ml水中，加入 8.0ml甲酸，稀释至 500ml，储存于棕色瓶中。
2.2.7 钼酸铵溶液（26g/l）：称取 13g钼酸铵，0.5g 酒石酸锑钾，溶于200ml水中，加入 230ml硫酸(1+1),稀释成500ml，储存于棕色瓶中。
2.2.8 模拟循环水样的制备：称取1.002g 水质稳定剂Z 98/C, 用自来水稀释至1.0L,再取此溶液10.00ml稀释至100ml。
2.2.9 有机磷标准样品的制备：称取0.8559g的HEDP溶于水 ,稀释至500ml , 再取10.00ml 稀释至100ml。
2.2.10 过氧乙酸：用乙酸和过氧化氢 1:1 比例，再加 3% 硫酸作催化剂反应而成。
2.2.11 过氧化氢溶液：浓度为3%。
2.3标准曲线的绘制
移取0.00, 1.00 ,2.00 ,3.00, 4.00, 5.00ml的磷标准使用溶液（2.2.2）于 6支50 ml 比色管中 ,加入3.0ml 抗坏血酸溶液（2.2.6）和2.0ml钼酸铵溶液（2.2.7）, ,显色10 min ,在710nm 处用1cm 比色皿测定吸光度，结果见下表1。
对所测数据进行浓度回归分析，得出回归方程y=3.7543x+0.0033和相关系数 r=0.9995。
2.3 总磷含量的测定
2.3.1 标准消解方法
取模拟循环水样（2.2.8）代替水样，用标准方法GB 11893-89进行分析。
2.3.2 紫外光催化消解
取模拟循环水样（2.2.8）5.00 ml于50ml烧杯中,加入过硫酸钾（2.2.3）2.0ml ,氢氧化钠（2.2.5）1.0 ml,置于紫外光光源下消解15min后 ,定量转移至50ml比色管中,加2.0 ml钼酸铵（2.2.7）, 3.0ml抗坏血酸（2.2.6），定容、显色。放置10 min 后,进行光度测定,同步做空白试验 。用标准曲线法计算样品中总磷含量。
3 结果与讨论
3.1 紫外光灯距的选择
按2.3.2试验方法，将水样置于紫外光灯下，调节水样与光源的距离，分别在距离紫外光源10cm，15cm，20cm，25cm，30cm，40cm处进行消解15分钟，测得结果见表2。
从上表可见光源的光催化消解效果在15～25cm光源距离处的吸光度大而且稳定。因此选择灯距 15cm，此时水样在适当较近距离的紫外光作用下，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在碱性介质中离解产生形成羟自由基，该自由基有较强的催化氧化能力，羟自由基及原子态氧，使有机磷及各种形态的磷酸盐转化成正磷，其它有机物转化成CO2 和 H2O。
3.2 氧化剂的选择
选定紫外光消解法（2.3.2）处理样品，采用过硫酸钾（2.2.3）和过氧乙酸（2.2.10）、过氧化氢（2.2.11），通过紫外光消解后，测得的吸光度分别为：过硫酸钾0.167，过氧乙酸0.110，过氧化氢0.141。从以上消解循环水水样效果来看，过硫酸钾作氧化剂时吸光度最大，消解效果最好。因此本试验采用过硫酸钾作为消解用氧化剂。
3.3 氧化剂过硫酸钾的用量试验
选定紫外光消解法（2.3.2）前处理样品，确定碱性介质 NaOH溶液（2.2.5）的用量为2.0ml，改变过硫酸钾（2.2.3）的用量，测定其吸光度，结果见表3。
由表4、表5可见 ：(1)当NaOH用量为1～7ml时,吸光度稳定；当用量>7 ml时 ,吸光度开始降低。(2)当硫酸用量为0.5～1.0ml时,吸光度最大；用量>1.5 ml时,吸光度开始降低。(3)不加NaOH或硫酸,则过硫酸钾的氧化能力相对偏低。(4)碱性介质比酸性介质的吸光度稳定性好，灵敏度高，其原因可能是，当NaOH用量适当增加时,有利于过硫酸钾快速水解产生过氧化氢和羟自由基,在紫外光照射下，加速催化、氧化，但NaOH 的加入量过大时,pH 将发生较大的变化,反而降低了消解速率。(5)碱性介质无浓硫酸烟雾污染。
因考虑以上几方面的因素，本试验采用碱性介质进行光催化消解，NaOH 溶液用量为2.0 ml。
3.5 消解时间试验
选定紫外光消解法前处理样品（2.3.2），固定过硫酸钾（2.2.3）用量2.0 ml , NaOH（2.2.5）用量2.0 ml ,改变消解时间, 结果见表6。
从表7数据可知，相对误差小于±3%，两结果基本相符。但紫外光催化消解法操作比较容易控制、简便快速。
3.7 精密度试验
选定紫外光消解法（2.3.2）处理样品，对有机磷标准样品（2.2.9）样品进行6次测定,测得的质量分数分别为47.05%、48.15%、46.25%、46.65%、46.45%和47.65%，标准偏差为0.74，相对标准偏差为1.6%，由此可见，紫外光消解法精密度很好。
4 结论
在过硫酸钾存在下,碱性介质中,用紫外光催化消解-分光光度法测定循环水中的总磷 ,方法简单、快速 ,相对标准偏差小于4%, 准确度令人满意，对环境无污染，是一种很有应用前景的分析方法。
参考文献
[1]水质总磷的测定，GB/T 11893-1989
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[3]Benson R L , M cKelvie I D , Hart B T , et al. [ J] . Anal Chim Acta, 1996, 326: 29-39.
[4]Hinkamp S ,S chw edt G . [ J] . A nal Chim Acta , 1990, 236: 345-350.
论文作者:范本杰
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/29
标签：硫酸钾论文; 紫外光论文; 光度论文; 溶液论文; 用量论文; 标准论文; 样品论文; 《基层建设》2016年36期论文;