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總磷這個(gè)指標(biāo),搞水處理的人都不陌生。河流湖泊富不富營(yíng)養(yǎng)化,污水處理廠(chǎng)達(dá)不達(dá)標(biāo),都得看它。但真要問(wèn)一句——總磷檢測(cè)到底測(cè)的是什么、往水里加了哪些東西,不少剛?cè)胄械目赡苓€真說(shuō)不全。 先說(shuō)清楚一個(gè)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(lèi)),還有有機(jī)磷(比如農(nóng)藥、細(xì)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(mén)的東西統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)化成同一種形態(tài),再測(cè)出總量,就是總磷檢測(cè)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(guò)硫酸鉀。把過(guò)硫酸鉀溶液往水樣里一加,放進(jìn)高壓鍋或者消解器里,120攝氏度左右加熱半小時(shí),水里那些有機(jī)磷、聚合磷就被氧化分解,統(tǒng)統(tǒng)變成了正磷酸鹽。這個(gè)過(guò)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(lái)就是讓它顯色,好讓分光光度計(jì)能測(cè)出來(lái)。 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(gè)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(zhuān)利文獻(xiàn)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(cè)不準(zhǔn)。得把它還原成深藍(lán)色的絡(luò)合物——鉬藍(lán)。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(jìn)去之后,磷鉬雜多酸被還原,溶液變成藍(lán)色,藍(lán)色的深淺跟磷的含量成正比。氯化亞錫效果也類(lèi)似,一般配成甘油溶液保存?,F(xiàn)在市面上多數(shù)總磷檢測(cè)試劑盒或者在線(xiàn)分析儀,更傾向于用抗壞血酸,因?yàn)樗€(wěn)定、毒性小。 這里頭還有個(gè)小配角——酒石酸銻鉀。它的作用是催化劑,加一點(diǎn)進(jìn)去,能加快顯色反應(yīng)的速度,讓顏色更穩(wěn)定。專(zhuān)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(lán)色的溶液放到分光光度計(jì)里,在700納米波長(zhǎng)處測(cè)吸光度。事先用已知濃度的磷標(biāo)準(zhǔn)溶液做一條工作曲線(xiàn),把測(cè)出來(lái)的吸光度往上一套,就能算出水樣里總磷的濃度。 說(shuō)到磷標(biāo)準(zhǔn)溶液,這也是檢測(cè)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(biāo)準(zhǔn)貯備液,用時(shí)再稀釋成一系列濃度,用來(lái)繪制曲線(xiàn)或者做加標(biāo)回收驗(yàn)證。 還有個(gè)容易被忽視的——?dú)溲趸c。過(guò)硫酸鉀消解有時(shí)候需要在堿性條件下進(jìn)行,所以有些方法里會(huì)加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH。過(guò)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(guò)硫酸鈉代替過(guò)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(shuō)一句,總磷檢測(cè)里用的這些試劑,除了磷標(biāo)準(zhǔn)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(cè)的磷,從頭到尾都在水樣里待著。檢測(cè)人員做的,就是拿這些試劑當(dāng)工具,把隱藏在各種形態(tài)里的磷一個(gè)個(gè)揪出來(lái),變成可以測(cè)量的藍(lán)色。
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