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總磷這個指標,搞水處理的人都不陌生。河流湖泊富不富營養(yǎng)化,污水處理廠達不達標,都得看它。但真要問一句——總磷檢測到底測的是什么、往水里加了哪些東西,不少剛?cè)胄械目赡苓€真說不全。 先說清楚一個概念:總磷不是指水里溶解的那種磷酸鹽。它包括正磷酸鹽、縮合磷酸鹽(像三聚磷酸鈉這類),還有有機磷(比如農(nóng)藥、細菌體內(nèi)的磷),以及附著在懸浮顆粒上的顆粒態(tài)磷。把這五花八門的東西統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)化成同一種形態(tài),再測出總量,就是總磷檢測干的事。 怎么轉(zhuǎn)化?靠消解。 消解這一步,用到的核心藥劑是過硫酸鉀。把過硫酸鉀溶液往水樣里一加,放進高壓鍋或者消解器里,120攝氏度左右加熱半小時,水里那些有機磷、聚合磷就被氧化分解,統(tǒng)統(tǒng)變成了正磷酸鹽。這個過硫酸鉀的濃度一般配成50g/L左右,也有人用32.5到40g/L的濃度,差別不大,關(guān)鍵是得現(xiàn)配現(xiàn)用,放久了效力下降。 消解完了,水里有了正磷酸鹽,接下來就是讓它顯色,好讓分光光度計能測出來。 顯色的第一步是加鉬酸鹽。在酸性條件下,正磷酸鹽跟鉬酸銨反應(yīng),生成一種叫磷鉬雜多酸的東西。這個反應(yīng)需要酸環(huán)境,所以試劑里得配硫酸——通常是1mol/L左右的硫酸溶液。專利文獻里給的濃度更具體,濃硫酸大概在100到115mL/L。 光有磷鉬雜多酸還不夠,這東西本身顏色很淡,測不準。得把它還原成深藍色的絡(luò)合物——鉬藍。還原劑常用兩種:抗壞血酸,或者氯化亞錫。 抗壞血酸就是維生素C,配成10%或者20-25g/L的溶液,加進去之后,磷鉬雜多酸被還原,溶液變成藍色,藍色的深淺跟磷的含量成正比。氯化亞錫效果也類似,一般配成甘油溶液保存。現(xiàn)在市面上多數(shù)總磷檢測試劑盒或者在線分析儀,更傾向于用抗壞血酸,因為它穩(wěn)定、毒性小。 這里頭還有個小配角——酒石酸銻鉀。它的作用是催化劑,加一點進去,能加快顯色反應(yīng)的速度,讓顏色更穩(wěn)定。專利里給的濃度是0.3到0.4g/L,用量不大,但缺了它反應(yīng)就慢,顏色也容易飄。 顯色完成,藍色的溶液放到分光光度計里,在700納米波長處測吸光度。事先用已知濃度的磷標準溶液做一條工作曲線,把測出來的吸光度往上一套,就能算出水樣里總磷的濃度。 說到磷標準溶液,這也是檢測里不可缺少的一環(huán)。一般用磷酸二氫鉀配成50μg/mL左右的標準貯備液,用時再稀釋成一系列濃度,用來繪制曲線或者做加標回收驗證。 還有個容易被忽視的——氫氧化鈉。過硫酸鉀消解有時候需要在堿性條件下進行,所以有些方法里會加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH。過硫酸鉀配成溶液本身偏酸性,加堿中和一下,消解效果更好。但也有人用等物質(zhì)的量的過硫酸鈉代替過硫酸鉀,溶解度更高,受溫度影響小,不用調(diào)pH也能消解完全。 最后說一句,總磷檢測里用的這些試劑,除了磷標準溶液,基本都是起輔助作用的——幫助消解、提供酸環(huán)境、顯色、還原。真正被測的磷,從頭到尾都在水樣里待著。檢測人員做的,就是拿這些試劑當工具,把隱藏在各種形態(tài)里的磷一個個揪出來,變成可以測量的藍色。
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