徐生丰

（青海省海东市环境监测站，青海 海东 810600）

离子色谱法测定地表水中总磷

徐生丰

（青海省海东市环境监测站，青海 海东 810600）

为建立测定地表水中总磷的离子色谱法，采用碱性过硫酸钾消解地表水样，OnGuard II Ba柱过滤去除消解液中大量硫酸盐，离子色谱法测定总磷含量。对实际水样进行分析，总磷的加标回收率为94.6%～105.7%。该方法测定结果准确，具有一定的应用价值。

离子色谱法；碱性过硫酸钾；OnGuard II Ba柱；总磷

0　引　言

总磷主要来源于生活污水、化肥、有机磷农药及洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。水体中的磷是藻类生长需要的一种关键元素，过量磷是造成水体污秽异臭、湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮的主要原因。总磷是衡量水质的重要指标之一，因此准确测定地表水中总磷的含量十分必要[1]。目前，总磷的国家标准测定方法是钼酸铵分光光度法[2]；但是，这种方法操作繁琐、耗时，操作过程中易受试剂纯度、试验用水、仪器系统误差等因素的影响，从而影响测定结果[3]。离子色谱法测定水中总磷已有文献[4-6]报道，但在实验过程中会产生大量的硫酸根离子，从而影响色谱柱使用寿命。本文采用碱性过硫酸钾对水体中含磷化合物进行消解，将水中的各种磷氧化成正磷酸盐，消解液经OnGuard II Ba柱过滤去除硫酸根离子后进入离子色谱仪，从而测得地表水中总磷的含量[7]。

1　实验部分

1.1仪器和试剂

ICS-900型离子色谱仪；医用高压蒸汽消毒器；OnGuard II Ba柱（美国赛默飞）；基准级Na2CO3；优级纯NaHCO3；过硫酸钾和氢氧化钠均为分析纯；1000mg/L总磷标准储备液（国家标准物质中心）。

碱性过硫酸钾溶液：取4g过硫酸钾和1.5g氢氧化钠溶解于去离子水中，稀释至100mL，备用。实验用水为二次去离子水。

1.2色谱条件

IonPac AS23阴离子分析柱；AG23阴离子保护柱；ASRS-300自动再生抑制器，抑制电流为20 mA；淋洗液：物质量浓度为4.5 mmol/L的Na2CO3和0.8mmol/L的NaHCO3混合溶液，进样量为25μL，流速1.0mL/min。

1.3水样的预处理

水样采集后置于清洁的玻璃瓶中，4℃保存，不超过24 h，不得使用塑料瓶保存样品，因磷酸盐易吸附在塑料瓶壁上。取25 mL水样置于50 mL具塞比色管中，加5mL碱性过硫酸钾。将具塞比色管的盖塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧（或用其他方法固定），放入大烧杯中置于医用高压蒸汽消毒器中加热，待压力达1.1 kgf/cm2（1 kgf/cm2=98 kPa），相应温度为120℃时，保持30min后停止加热。待压力表读数降至零后，取出放置冷却，用二次去离子水定容至50mL，水样再经OnGuard II Ba柱过滤后进行离子色谱分析。

2　结果与讨论

2.1方法原理

在120～124℃，碱性条件下，过硫酸钾将水样中的各种含磷化合物氧化成正磷酸盐，加入氢氧化钠中和氢离子，使过硫酸钾完全分解。消解液经OnGuard II Ba柱过滤去除硫酸根离子后，用离子色谱法进行检测，得到总磷的含量。OnGuard II Ba柱的填料为Ba2+型高容量强酸型阳离子交换树脂，根据生成沉淀的原理去除绝大部分硫酸根离子，而被测物质通过吸附剂，从而避免大量的硫酸根离子影响色谱柱。OnGuard II Ba柱价格便宜，在分析过程中一次性使用，不会增加较大的分析成本。

2.2校准曲线绘制和方法的检出限

移取10mL总磷标准储备液用去离子水定容至100 mL，配成100 mg/L标准中间液，用移液管分别移取0，0.50，1.00，4.00，8.00，10.0mL中间液到100mL容量瓶中用去离子水定容至标线作为系列标准液，则总磷标准使用液的质量浓度分别为0，0.50，1.00，4.00，8.00，10.0 mg/L。标准液经1.3处理后，注入到离子色谱仪中测定，以总磷浓度对色谱峰高响应值进行线性回归，绘制校准曲线，校准曲线方程见表1。

表1　总磷校准曲线

2.3方法的检出限

按照样品分析的全部步骤，连续分析7个低质量浓度样品，计算测定结果的标准偏差S为0.0025mg/L，检出限LOD=S·t（n-1，0.99），式中t（n-1，0.99）为置信度99%、自由度为n-1时的t值（t（6，0.99）=3.143），S表示n次平行测定的标准偏差[8]。结果表明，总磷的检出限为0.008mg/L。

2.4共存离子的影响

地表水样中总磷被强氧化剂氧化后以磷酸盐的形式存在，氧化剂过硫酸钾则被还原成硫酸盐，反应后硫酸盐质量浓度远远高于正磷酸。由于本实验采用Na2CO3和NaHCO3混合溶液作为淋洗液，呈弱碱性，pH值为9～11之间，磷以HPO42-形态存在。试验表明：地表水样中的磷酸盐与多种共存阴离子得到非常好的分离，氧化剂产生的大量硫酸盐经OnGuard II Ba柱萃取过滤后，消解液中只含有少量硫酸盐，避免了大量硫酸盐对离子色谱柱产生伤害，如图1、图2所示。

2.5水样的测定

图1　水样经OnGuard II Ba柱处理后分离色谱图

图2　水样未经OnGuard II Ba柱处理分离色谱图

取4组质量浓度分别为1.00，2.00，3.00，4.00mg/L标准使用液，经1.3消解后，一部分直接进离子色谱仪分析，另一部分经OnGuard II Ba柱过滤后进离子色谱仪分析，结果见表2。将OnGuard II Ba柱处理前后的测试结果对比可见，使用OnGuard II Ba柱处理后的测定结果更靠近标准液质量浓度值。

表2　两种方法测定的结果　mg/L

2.6方法的精密度和准确度

取总磷标准样品 （由国家环保总局标准物质中心购得），浓度为（1.31±0.05）mg/L，经1.3处理后用离子色谱法测定，结果见表3。通过分析，可以看出离子色谱法得出的标样结果在定值范围内，变异系数为1.83%。由此可见，该方法准确度良好，符合分析测试质量控制要求。

表3　总磷测定结果　mg/L

2.7方法的加标回收率

取4组含双份不同环境水的样品，一份直接消解后进行离子色谱分析，另一份取98 mL，在此水样中加入100.0 mg/L总磷标准中间液2 mL，使总磷的加标量为2.00mg/L，将加标水样消解后进行离子色谱分析。实际试样的测定和加标回收率见表4，总磷加标回收率为94.6%～105.7%，结果满足质量控制要求。

3　结束语

本实验采用碱性过硫酸钾消解水样、OnGuardII Ba柱萃取硫酸根、离子色谱法测定地表水中总磷。本方法整个过程只有消解和上机测试两步，操作简单，对试剂的要求不高，省去了显色反应、比色这两个步骤，避免了钼酸铵分光光度法中各种系统因素的影响。OnGuard II Ba柱萃取过滤了消解过程中产生的大量硫酸盐，避免对离子色谱柱的伤害。离子色谱法测定地表水中总磷操作简单方便，且回收率高、重复性好，经实际操作证明该法能够满足对地表水中总磷的监测要求。

表4　总磷加标回收率试验

[1]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法［M］.4版.北京：中国环境科学出版社，2002：209-313.

[2]GB 11893—1989.水质总磷的测定-钼酸铵分光光度法［S］.北京：中国标准出版社，1989.

[3]齐文启，陈光，孙宗光，等.总磷、总氮监测中存在的有关问题［J］.中国环境监测，2005，21（2）：31-35.

[4]黄丽.过硫酸钾消解-离子色谱法测定水和废水中总磷[J].中国卫生检验杂志，2005（4）：425-426.

[5]刁小冬，黄桂荣，何阳.离子色谱法同时测定水中总氮和总磷[J].化工环保，2012（3）：291-294.

[6]查林.用碱性过硫酸钾消解法可连续测定水样中总氮和总磷[J].黔西南民族师范高等专科学校学报，2006（3）：82-84.

[7]牟世芬，刘克纳，丁晓静.离子色谱方法及应用［M］.北京：化学工业出版社，2005：1-7.

[8]HJ 168—2010环境监测分析方法标准制修订技术导则[S].北京：中国环境科学出版社，2010.

Determination of total phosphorus in surface water by ion chromatography

XU Sheng-feng
（Haidong Environmental Monitoring Station in Qinghai Province，Haidong 810600，China）

This paper aims to determine total phosphorus in surface water with ion chromatography. The surface water samples were digested by alkaline potassium persulfate，and sulfate in digestion solution was filtrated and removed with the OnGuard II Ba column.Then the total phosphorus content was determined by ion chromatography.The recoveries of total phosphorus in the actual water samples are 94.6%-105.7%.The method can get reliable results and has certain application value.

ionchromatography；alkalinepotassiumpersulfate；OnGuardIIBacolumn；total phosphorus

X832；O657.7+5；O613.62；TP274

：A

：1674-5124（2014)06-0049-03

10.11857/j.issn.1674-5124.2014.06.013

2014-05-24；

：2014-07-29

徐生丰（1978-），男，青海海东市人，工程师，主要从事环境监测工作。