淡水磷酸鹽氧同位素前處理方法的優化*

薛 珂，張潤宇 ，安 寧，陳敬安，鄒銀洪，劉 勇，張 志

(1：中國科學院地球化學研究所，貴陽 550081) (2：中國科學院大學，北京 100049)

磷是地表水環境中重要的營養元素之一，其循環轉化直接影響著水體水質、初級生產力水平及浮游植物的種群演替[1-2]. 在自然環境中，磷僅有一個穩定同位素(31P)，無法用以示蹤其來源與循環過程[3]. 幸運的是，磷通常以磷酸鹽的形式存在，而磷酸鹽中磷與氧緊密結合，P-O 鍵能為359.8 kJ/mol，在地表自然溫度和pH等無機環境下幾乎不會水解發生氧原子交換，由此可以借助磷酸鹽氧同位素(δ18OP)組成進行磷的來源示蹤[4]. 在一定的生物或酶作用下，磷酸鹽還可與周圍水體發生氧同位素交換，進而使δ18OP趨于同位素平衡分餾值，基于此也能推斷磷的生物地球化學循環過程[5-6].

1 實驗部分

1.1 試劑與材料

試劑：磷酸二氫鉀(KH2PO4)、六水硝酸鎂(Mg(NO3)2·6H2O)、氯化鎂(MgCl2)、氫氧化鈉(NaOH)、乙酸鉀(CH3COOK)、濃硝酸(HNO3)、醋酸(CH3COOH)、濃氨水(NH3·H2O)、30%雙氧水(H2O2)從國藥集團化學試劑有限公司購買，均為分析純以上；硝酸銀(AgNO3，99.9%)購買自Alfa Aesar公司，硝酸鈰(Ce(NO3)3·6H2O，99.5%)從Acros Organics公司獲得.

材料：50 mL普通離心管、50 mL黑色不透光離心管(Argos Technologies)、250 ml聚乙烯瓶、陽離子交換樹脂(Biorad AG 50W-X8，H+型，100-200目).

標準試劑：包括購買自Alfa Aesar公司的Ag3PO4(簡稱alfa，99.9%，GR)，兩種實驗室內部Ag3PO4標準KL(δ18OP=11.3‰)和KH(δ18OP=20.0‰)，3種國際原子能機構(International Atomic Energy Agency，IAEA)的含氧標準物質NBS127(BaSO4，δ18O=9.3‰)、601(Benzoic Acid，δ18O=23.3‰)和USG-32(KNO3，δ18O=25.7‰).

模擬實驗溶液配制：根據我國地表水湖庫Ⅱ類、Ⅴ類以及污水一級A標準的總磷(TP)濃度閾值[23-24]，設置3種梯度系列磷溶液，濃度分別為0.02、0.2和0.5 mg/L，使用KH2PO4和超純水進行配制. 其中，濃度為0.02 mg/L的樣品配制50 L，濃度為0.2和0.5 mg/L的溶液各配制20 L.

污水樣品：采自貴陽市某污水……