水樣前處理方法對水體總磷測定值的影響探究

孫江波

（德州市生態環境局樂陵分局，山東 樂陵 253600）

水環境中的磷通常以多種形態存在，主要包括溶解于水體中、存在于水生生物或腐殖質離子中、呈懸浮顆粒態、沉降顆粒態等。相關研究發現，存在于懸浮顆粒物中的磷能夠在物理、化學或生物等的作用下釋放到水體，并轉化為能夠被水生生物利用的磷。因此，水體中泥沙等懸浮顆粒物的粒徑大小、含量高低等均會對總磷濃度測定造成影響，由此可見，水體總磷測定的前處理方式是否合理會直接影響水樣懸浮顆粒物的含量，進而對總磷測定的結果產生影響。本文在某流域水樣的檢測時，為真實反映水體總磷的污染情況，對水體樣品通過自然靜置進行充分沉降，以及離心機進行離心處理，以降低水體中懸浮顆粒物、泥沙等雜質對水體總磷檢測的影響，并獲取能夠真實反映某流域水體的污染物狀況。

1 水體總磷測定前處理相關要求

由于水體中存在的浮游生物以及懸浮顆粒物等，往往會直接影響水體總磷濃度的測定精準性，因此，水樣采集與前處理方法的選擇是否合理變得十分關鍵，且不同標準水樣總磷濃度的測定時，對前處理方式及要求也會有所差異。結合當前地表水總磷測定的相關標準規范，水中總磷測定時的水樣前處理方式主要分為三種：一是自然沉降靜置30min；二是采用63μm篩過濾；三是4000r/min 離心處理5min。其中，不同水樣前處理方式及要求如表1 所示。[1]

表1 水體總磷測定前處理方式

在《地表水和污水監測技術規范》中對水樣采集與處理進行了明確，要求采集完水環境樣品后，應先進行自然靜置30min，然后取上層非沉降的水樣，并采用鉬酸銨分光光度法對水體總磷進行分析測定。采用該方法進行總磷測定時，應按照規范要求將取得的水樣搖勻，并得到具有代表性的懸浮物分布均勻的水樣。按照此種前處理方法分析測定的總磷主要包括溶解態磷、膠體態磷以及不易沉降的顆粒態磷，消除了易沉降的顆粒態磷。[2]

另外，在《水和廢水監測分析方法》（第四版）中，對水環境樣品采集要求予以了明確規定，要求采集水樣時不得混入水面上的漂浮物；對于含有泥沙等沉降性固體的水樣中，應采用分離的方式去除，分離方法為：將采集的水樣充分搖勻，然后倒入筒形玻璃容器，按要求靜置30min，然后將含有懸浮態固體但無沉降固體的水樣移至容器并加入保存劑。上述處理方法主要去除影響總磷濃度測定的水樣漂浮物、水中浮游生物以及易沉降固體，測量得到的總磷包括溶解態磷、膠體態磷、懸浮藻類以及不易沉降的顆粒態磷。在含有大量水生植物的水環境中，總磷濃度的測定即是采用此前處理方法，以去除沉降性固體殘渣中的磷。此外，在《地表水總磷現場前處理技術規定（試行）》中，對于靜置30min 后仍存在大量懸浮顆粒物的，應試行離心處理對沉降固體進行去除。[3]

2 水體總磷測定前處理實驗方法

2.1 水樣采集與處理

選取某流域具有代表性的斷面進行采樣分析，采集斷面中垂線的表層水樣，每間隔2～3 天采樣一次，為確保所采集水環境樣品的均勻性與代表性，現場所采集的水樣不進行沉降處理直接裝入樣品瓶，每次水樣采集數量為23 瓶，每瓶水樣體積為1L。其中，所采集的23 瓶樣品中，14 瓶進行靜置處理，9 瓶進行離心處理[4]。所有采集得到的樣品均不加固定劑，并在5℃條件下冷藏進行運輸，樣品送至實驗室的時間應不得超過3 小時，并盡快完成水樣的分析測定。

2.2 總磷分析與測定

2.2.1 靜置分析

水體前處理前應將采集的14 瓶水樣充分搖勻，使水樣混合均勻后自然靜置，并對14 瓶靜置的水樣進行編號，同時，將計劃靜置的時間標注在水樣標簽上。然后，按照表2 中的先后時間順序，在水樣液面下方5cm的位置用硅膠虹吸管吸取250mL 非沉降樣品，采樣時應注意不得攪動底部位置的沉降物，如若底部沉降物被攪動，應按要求重新取樣。總磷測定前，應將吸取的水樣充分搖勻后取樣，并按照相關標準要求對總磷進行測定。在測得水樣兩次濁度值相對偏差＜5%時，則說明水樣處于基本靜穩狀態，此時應再進行兩次加測試驗[5]。根據時間的變化繪制水樣總磷與濁度變化曲線，在所取水樣濁度達到靜穩點后，則靜置時間所對應的總磷濃度為水樣總磷的濃度值。

表2 靜置水樣三次試驗比對結果

2.2.2 離心分析

在進行水樣前處理前，應先將9 瓶水樣搖晃30s，使其充分混合均勻。然后將原水與需要進行離心處理的水樣進行編號，并標注好離心處理的時間。離心處理采用離心機按照2000r/min 離心率進行離心，并按照表2 的時間要求分別進行離心處理，每個水樣應按順序依次進行離心操作[6]。完成水樣的離心處理后，吸取每個離心處理后水樣上層非沉降部分，將吸取的樣品混合均勻后分別對濁度及總磷進行檢測，得到表3結果。

表3 離心水樣三次試驗比對結果

3 水體總磷測定前處理結果討論

水樣濁度采用便攜式濁度計進行檢測，總磷分析采用鉬酸銨分光光度法，并嚴格按照分析流程及要求，對每一個水體樣品進行濁度-色度補償，防止誤差引入對總磷測定造成影響，確保數據的準確性與可比性。

3.1 自然靜置

結合三次自然靜置實驗比對結果數據及表2 可知，水樣在靜置2h 后濁度值基本穩定。靜置2h 之前，由于原水濁度的差異，使得不同樣品的濁度也存在較大差異，但靜置2h 后水樣濁度變化趨勢逐漸變小，由此看出該河段所采集水樣至少需要靜置2h 方可消除可沉降懸浮物膠體的影響，此結果也與表2 中靜置2h 后的總磷濃度變化趨勢相一致，且結合水樣總磷濃度的變化趨勢，也進一步說明了泥沙、膠體等對水中總磷濃度測定的影響。同時，三次測定濁度值于5～6h 后趨于一致，即水樣濁度基本趨于靜穩點，而表2 中三次總磷濃度檢測結果也基本于5～6h 后趨于一致，由此說明，所采集的水樣在經過一段時間的靜置沉淀且達到靜穩點后，水中懸浮顆粒物與膠體均進行了較好的沉淀，此時基本不會因水樣濁度而影響水樣總磷的測定，且此時間段后測定的濃度也是水樣總磷的真實反映[7]。

3.2 離心處理

結合三次離心處理實驗比對結果及表3 可知，水樣初始濁度存在明顯差異，在采用離心機按照2000r/min 離心率進行離心1min 后，水樣濁度都降到了100以內，由此可見，采用離心處理能夠很好地處理水樣中的懸浮物，且隨著離心處理時間的不斷增加，水樣濁度變化于5～6min 時基本趨于一致，并達到靜穩點，而表3 中總磷濃度檢測結果變化趨勢也基本于5～6min后趨于一致，并達到了總磷濃度的靜穩值。

對比水樣經自然靜置與離心處理后的情況可知，水樣自然靜置6h 的總磷測定值與2000r/min 離心處理3min 的測定值基本一樣，水樣經自然靜置12h 后的總磷測定值，與2000r/min 離心處理5min 后總磷測定值基本一樣。尤其在水體樣品濁度較大時，采用靜置、離心等不同的實驗分析方法，對于水體總磷的測定影響十分顯著。由此可見，對水樣按照2000r/min 離心處理對于消除水樣中懸浮狀干擾物的影響效果顯著，且由表3 可以看出，離心處理時間5～6min 后濁度及總磷濃度值趨于穩定，此時間段后對水樣總磷濃度進行測定，也是水樣總磷的真實反映。

4 結論

水體中膠體及懸浮顆粒物等所產生的濁度直接影響著水樣總磷的測定精準度，在對濁度較高的水樣進行總磷測定時，往往無法精準地反映出水樣總磷的實際值，因此，需對所采集的水樣進行嚴格的前處理。然而對比較為常用的前處理方法，自然靜置雖簡單方便、無需處理設備，但耗用時間較長，對于水樣的應急監測適用性較差[8]；而離心處理能夠在短時間內分離去除水中懸浮顆粒物，并能在短時間內達到與自然靜置一樣的效果，故采用離心處理對水樣進行相應的前處理更為可靠、便捷。