工業循環水中磷含量的測定

周蕓

摘 要：通過對循環冷卻水中總磷酸鹽含量的兩種測定方法即磷鉬蘭分光光度法（簡稱A）與鉬酸銨分光光度法（簡稱B）進行對比實驗，選擇B方法可有效提高對總磷酸鹽含量的測定效果，主要以對比實驗探究工業循環水中總磷酸鹽含量的測定方法。

關鍵詞：循環冷卻水；總磷酸鹽含量；對比實驗；磷鉬蘭分光光度法；鉬酸銨分光光度法

在工業循環冷卻水的化學處理過程中，往往會用到磷系藥劑進行化學緩釋阻垢，因此水中往往含有較高的磷含量[1-2]。在循環水的處理中要求對水磷含量限制在8～15mg/L。在磷含量的控制過程中，磷含量測定作為一個主要的指標[3]。在傳統的工業循環水中磷含量的測定需在水樣當中添加還原劑和分界氧化劑，A方法中的還原劑為氯化亞錫和硫酸肼，氧化劑為過硫酸銨-硫酸鈉分解劑；B方法中添加還原劑為抗壞血酸，氧化劑為過硫酸鉀溶液[4]。通過多次對比實驗，發現A方法的操作比較復雜，且結果不穩定，準確率低。對此，本文主要以對比實驗探究總磷酸鹽含量的測定方法。具體實驗內容報告如下。

1試驗部分

1.1測定原理

（1）磷鉬蘭分光光度法（A）。在強酸溶液的條件下，循環水當中磷酸鹽與鉬酸銨會發生反應并生成磷鉬雜多酸，通過被還原劑還原后生成藍色的絡合物，于660nm的波長處進行比色定量，測定獲得吸光度。（2）鉬酸銨分光光度法（B）。在酸性的條件下，循環水當中正磷酸鹽與鉬酸銨以及酒石酸銻氧鉀發生反應并生成磷鉬雜多酸，通過被還原劑抗壞血酸所還原生產藍色的絡合物，于710nm的波長處進行比色定量，測定獲得吸光度。

1.2儀器與試劑

鉬酸-銨硫酸溶液（分析純），磷酸鹽標準溶液（分析純），氯化亞錫溶液（分析純）；鉬酸銨（分析純），硝酸（HNO3），硫酸（H2SO4），酒石酸銻鉀（分析純），氫氧化鈉（分析純），過硫酸鉀（分析純）。鉬酸鹽溶液：取13g鉬酸銨溶解于100mL的水中，取0.35g酒石酸銻鉀溶解于100mL的水中，通過不斷攪拌并將鉬酸銨溶液緩慢地加入到300mL的H2SO4（1+1）中，同時加入酒石酸銻鉀溶液進行混合制得。50mL具塞的磨口比色管，Lamda950型紫外分光光度計（PerkinElmer公司，美國）；MLS-3750型高壓蒸汽滅菌鍋。

1.3測定方法

（1）磷鉬蘭分光光度法（A）測定磷含量。吸取50.0mL水樣于比色管當中，加入鉬酸銨-硫酸溶液4.0mL并搖勻，再滴加2滴氯化亞錫溶液進行搖勻，10min后，于660nm波長，應用1cm比色皿，以純水作參比，測定吸光度值。

（2）鉬酸銨分光光度法（B）測定磷含量。吸取50.0mL水樣于比色管當中，加入磷酸鹽標準溶液0.0～10.0mL，加水至25mL刻度，加入過硫酸鉀4mL。放入1000mL燒杯中，高壓蒸汽消解，待溫度<80℃時，取出消解后溶液自然冷卻。加水至50mL刻度，加入1mL濃度10%抗壞血酸、2mL鉬酸鹽，分別進行混勻。于710nm的波長下，應用30mm比色皿，以純水作參比，測定吸光度值。

1.4觀察指標

分別取4次水樣測定磷含量，對比兩種方法的吸光度；對本研究選用的水樣連續進行4次加標回收試驗測定總磷含量，分析并對比兩種方法的回收率情況。

2結果

2.1兩種方法4次吸光度測定結果對比

方法A的4次吸光度測定結果分別為0.167、0.292、0.308、0.365。方法B的4次吸光度測定結果分別為0.377、0.375、0.384、0.385。4次測定結果顯示，方法B的測定結果更為穩定，且測定吸光度比方法A測定的吸光度更高。

2.2兩種方法4次加標回收試驗測定結果對比

方法A的4次加標回收試驗測定結果分別為96.42%、99.45%、99.45%以及99.87%；方法B的4次加標回收試驗測定結果分別為99.76%、99.79%、99.91%以及100.02%。通過加標回收結果顯示，方法B測定的準確度顯著高于方法A。

3討論

工業循環冷卻水進行化學處理的過程當中，磷系藥劑是化學緩釋阻垢所必不可缺的一類原料，因此在參與循環后水中往往含有較高的磷含量。依據《水質總磷測定-鉬酸銨分光光度法》的規定，在傳統的工業循環水中磷含量的測定過程需在水樣當中添加入分解氧化劑。磷鉬蘭分光光度法中的還原劑為氯化亞錫和硫酸肼，氧化劑為過硫酸銨-硫酸鈉分解劑；鉬酸銨分光光度法中添加還原劑為抗壞血酸，氧化劑為過硫酸鉀溶液。在實際操作當中發現，應用磷鉬蘭分光光度法的過程相比更為復雜，在該方法中對氯化亞錫、硫酸肼以及過硫酸銨-硫酸鈉分解劑的制備所花費的時間相對鉬酸銨分光光度法花費的時間更長，磷鉬蘭分光光度法中，一旦氯化亞錫的用量不足，即影響到測定的結果準確性，同時甘油易吸水，因此在使用氯化亞錫甘油溶液后還需及時進行保存處理，對材料的處理操作方法該方法更為繁瑣。同時通過本實驗的4次吸光度測定結果顯示，鉬酸銨分光光度法的吸光度測定結果比磷鉬蘭分光光度法測定的吸光度更高。而通過4次加標回收試驗測定結果則表明，鉬酸銨分光光度法測定的準確度與穩定性也顯著高于磷鉬蘭分光光度法。因此，在工業循環水中總磷酸鹽含量的測定當中，鉬酸銨分光光度法具有更高的應用價值。

我國當前環保部門對總磷的監測方法主要采用鉬酸銨分光光度法（參考標準為[GB 11893-89]《水質總磷的測定鉬酸銨分光光度法》）。同時也有不少研究者針對該分光光度法進行研究與改進，在李蓮青[5]等學者的研究中，通過應用烘箱替代高壓鍋進行消解，從而提高對鉬酸銨分光光度法測定磷含量消解過程溫度的可控性，使方法的穩定性得到進一步的提高并降低操作的難度。也有不少研究者[6]針對鉬酸銨分光光度法不同消解法、樣品pH值選擇、顯色還原劑濃度控制等因素進行進一步的探討，不斷完善和改進鉬酸銨分光光度法的檢測技術，為該技術提供了實驗與理論依據。

綜上所述，在當前對于工業循環水中總磷酸鹽含量的測定，鉬酸銨分光光度法相比于磷鉬蘭分光光度法的檢測具有更高的應用價值，實際工作中可考慮選擇鉬酸銨分光光度法對循環水中磷酸鹽含量進行測定。

參考文獻

[1]高嘉.分光光度法測定生活飲用水中磷酸鹽的不確定度評定[J].食品安全導刊，2016（5X）：102-103.

[2]黃鋒.磷鉬藍分光光度法測定水中磷酸鹽的不確定度評定[J].云南化工，2008，35（6）：59-61.

[3]國家環境保護局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法[M].北京：中國環境利一學出版社，2002.

[4]李潔艷，姜峰.鉬酸銨分光光度法測定水質中總磷含量不確定度的評定[J].中國檢驗檢測，2013（6）：27-29.

[5]李蓮青.鉬酸銨分光光度法測定水中總磷的改進[J].污染防治技術，2006，19（3）：66-77.

[6]何萍萍，陳曉涓.水體中總磷的監測分析方法研究[J].資源節約與環保，2015，11（1）：48

（作者單位：山西焦化綜合開發有限公司）