范文一:土壤总磷的测定
土壤总磷的测定 7-1 方法选择的依据 土壤总磷测定的待测液制备,一般分为碱熔法和酸溶法两类。在 碱熔法中以 Na2CO3 熔融分解最为完全,准确度比较高,可以作为仲 裁方法。NaOH 次之。但熔融是需要铂坩埚,因此不适宜用于常规分 析。在酸溶法中以 H2SO4-HClO4 法较好,此法对钙质土壤分解率较高, 但对酸性土壤分解不易十分完全,结果往往稍偏低。 待测液中磷的测定, 一般都采用钼蓝比色法, 所用的显色剂有 “钼 锑抗” (钼酸铵—酒石酸锑钾—抗坏血酸试剂的简称) 、氯化亚锡、抗 坏血酸和 1,2,4-氨基萘酚磺酸等,其中钼锑抗法有手续简便,颜 色稳定,干扰离子允许量大等优点[1,2,3],因此本章只介绍钼锑抗比 色法。 7-2 方法要点 在高温条件下, 土壤中含磷矿物及有机磷化合物与高沸点的 H2SO4 和强氧化剂 HClO4 作用,使之完全分解,全部转化为正磷酸盐而进入 溶液,然后用钼锑抗比色法测定。 7-3 主要仪器 分光光度计或光电比色计,2KVA 方电炉;3KVA 调压变压器。 7-4 试剂 (1)浓 H2SO4(二级) ; (3)钼锑贮存液 浓硫酸(二级)153ml 缓慢地倒入约 400ml 水中,搅拌,冷却。 (2) (HClO4)
二级,70-72%)
10g 钼酸铵 (二级) 溶解于约 600 的 300ml 水中, 冷却。 然后将浓 H2SO4 溶 液 倒 入 钼 酸 铵 溶 液 中 , 再 加 入 100ml , .5% 酒 石 酸 锑 钾 (KSbOC4H4O6?1/2H2O,二级)溶液,最后用水稀释至 1 升,避光贮存。 此贮存液含 1%钼酸铵,5.5N H2SO4 (4) 钼锑抗显色剂 1.50g 抗坏血酸 6H8O6,左旋, (C 旋光度+21, +220, 二级) 溶于 200ml 水中, 加入 5ml 浓 H2SO4, 转入 1 升容量瓶中, 用水定容。此为 100mlppm P 标准溶液,可以长期保存。取此溶液准 确稀释 20 倍,即为 5ppm P 标准溶液,此溶液不宜久存。 7-5 操作步骤 (1)待测液的制备 称取通过 100 目的烘干土壤样品 1.0×× (最 ×g 置于 50ml 三角瓶中, 以少量水润湿, 加入浓 H2SO48ml,摇动后 好放置过夜)再加入 70-72%的 HClO4 10 滴,摇匀,瓶口上放一小漏 斗,置于电炉上加热消煮至瓶内溶液开始转白后,继续消煮 20 分钟, 全部消煮时间为 45-60 分钟(注) 。将冷却后的消煮液用水小心地洗入 100ml 容量瓶中,冲洗时用水应少量多次。轻轻摇动容量瓶,待完全 冷却后,用水定容,用干燥漏斗和无磷滤纸将溶液滤入干燥的 100ml 三角瓶中。同时做试剂空白实验。 (2)测定 吸取上述待测液 2—10ml(含 5—25μgP)(注 2)于 50ml 容量瓶中,用水稀释至约 30ml,加二硝基酚指示剂 2 滴,用稀 NaOH 和稀 H2SO4 溶液调节 PH 至溶液刚呈微黄色[注 3,4]。 然后加入钼锑抗显色 剂 5ml,摇匀,用水定容。在室温高于 150C 的条件下,[注 5]放置 30 分 钟后, 在分光光度计上用波长 700nm 光电比色计用红色旅光片比色) ( ,
以空白试验溶液为参比液调零点,读取吸收值,在工作曲线上查出显 色液的 P ppm 数。颜色在 8 小时内可保持稳定。 (3)工作曲线的绘制 分别吸取 5ppm P 标准溶液 0、1、2、3、 4、5、6ml 于 50ml 容量瓶中,加水稀释至约 30ml, 加入钼锑抗显色 剂 5ml,摇匀,定容。即得 0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6ppm P 标准系列溶液,与待测溶液同时比色,读取吸收值。在方格坐标纸上 以吸收值为纵坐标,P ppm 数为横坐标,绘制成工作曲线。 7-6 结果计算 全 P,%=显色液 P ppm×显色液体积×分取倍数×100/(W×10-6) 式中 显色液 P ppm----从工作曲线上查得的 P ppm 数; 显色液体积-----50ml; 分取倍数-------消煮溶液定容体积/吸取消煮溶液体积; 10-6------------将μg 换算成 g; W--------------烘干土样重(g). 两次平行测定结果允许差为 0.005%。 7-7 注释 (1) 电炉必须接一个调压变压器,以便控制温度。开始消煮时温 度不宜过高,电炉丝热至暗红色即可;当消煮至 HClO4 烟雾 消失后,再提高温度使 H2SO4 发烟回流。但要防止溶液溅出。 (2) 要求吸取待测液中含 P 5-25μg。事先可以取一定量的待测 液,显色后用目测法观察颜色深度, 然
2-10ml) 。 后估算出应该吸取待 测液的毫升数(
(3) 钼锑抗法要求显色液中 H2SO4 浓度为 0.45-0.65。如果酸度 小于 0.45N,虽然显色加快,但稳定时间较短,如果酸度大 于 0.65N, 则显色变慢。 因此, 待测液中原有酸度如不确定, 必须先行中和除去。 (4) 若待测液中锰的含量较高时,最好用 Na2CO3 溶液来调节 PH, 以免产生氢氧化锰沉淀后酸化时也难以再溶解。 (5) 钼锑抗法要求显色温度为 15-600C,如果室温低于 150C,可 放置在 30-400C 的烘箱中保温 30 分钟,取出冷却后比色。 [土壤农业化学常规分析方法]
范文二:土壤总磷的测定.doc
土壤总磷的测定
7-1方法选择的依据
土壤总磷测定的待测液制备,一般分为碱熔法和酸溶法两类。在碱熔法中以NaCO 熔融分解最为完全,准确度比较高,可以作为仲23
裁方法。NaOH次之。但熔融是需要铂坩埚,因此不适宜用于常规分析。在酸溶法中以HSO-HClO法较好,此法对钙质土壤分解率较高,244
但对酸性土壤分解不易十分完全,结果往往稍偏低。
待测液中磷的测定,一般都采用钼蓝比色法,所用的显色剂有“钼锑抗”(钼酸铵—酒石酸锑钾—抗坏血酸试剂的简称)、氯化亚锡、抗坏血酸和1,2,4-氨基萘酚磺酸等,其中钼锑抗法有手续简便,颜
[1,2,3]色稳定,干扰离子允许量大等优点,因此本章只介绍钼锑抗比色法。
7-2方法要点
在高温条件下,土壤中含磷矿物及有机磷化合物与高沸点的HSO24和强氧化剂HClO作用,使之完全分解,全部转化为正磷酸盐而进入4
溶液,然后用钼锑抗比色法测定。
7-3主要仪器
分光光度计或光电比色计,2KVA方电炉;3KVA调压变压器。
7-4试剂
(1)浓HSO(二级); (2)(HClO)二级,70-72%) 244
(3)钼锑贮存液
浓硫酸(二级)153ml缓慢地倒入约400ml水中,搅拌,冷却。
010g钼酸铵(二级)溶解于约60的300ml水中,冷却。然后将浓HSO24溶液倒入钼酸铵溶液中,再加入100ml,.5%酒石酸锑钾(KSbOCHO?1/2HO,二级)溶液,最后用水稀释至1升,避光贮存。4462
此贮存液含1%钼酸铵,5.5N HSO 24
(4)钼锑抗显色剂 1.50g抗坏血酸(CHO,左旋,旋光度+21,686
0+22,二级)溶于200ml水中,加入5ml浓HSO,转入1升容量瓶中,24
用水定容。此为100mlppm P标准溶液,可以长期保存。取此溶液准确稀释20倍,即为5ppm P标准溶液,此溶液不宜久存。
7-5 操作步骤
(1)待测液的制备 称取通过100目的烘干土壤样品1.0×××g置于50ml三角瓶中,以少量水润湿,加入浓HSO8ml,摇动后(最24
好放置过夜)再加入70-72%的HClO10滴,摇匀,瓶口上放一小漏4
斗,置于电炉上加热消煮至瓶内溶液开始转白后,继续消煮20分钟,
(注)全部消煮时间为45-60分钟。将冷却后的消煮液用水小心地洗入100ml 容量瓶中,冲洗时用水应少量多次。轻轻摇动容量瓶,待完全冷却后,用水定容,用干燥漏斗和无磷滤纸将溶液滤入干燥的100ml三角瓶中。同时做试剂空白实验。
(注2)(2)测定 吸取上述待测液2—10ml(含5—25μgP)于50ml容量瓶中,用水稀释至约30ml,加二硝基酚指示剂2滴,用稀NaOH
[注3,4]和稀HSO溶液调节PH至溶液刚呈微黄色。然后加入钼锑抗显色24
0[注5]剂5ml,摇匀,用水定容。在室温高于15C的条件下,放置30分钟后,在分光光度计上用波长700nm(光电比色计用红色旅光片比色),
以空白试验溶液为参比液调零点,读取吸收值,在工作曲线上查出显色液的P ppm数。颜色在8小时内可保持稳定。
(3)工作曲线的绘制 分别吸取5ppm P标准溶液0、1、2、3、4、5、6ml于50ml容量瓶中,加水稀释至约30ml, 加入钼锑抗显色剂5ml,摇匀,定容。即得0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6ppm P标准系列溶液,与待测溶液同时比色,读取吸收值。在方格坐标纸上以吸收值为纵坐标,P ppm数为横坐标,绘制成工作曲线。
7-6 结果计算
-6全P,%=显色液P ppm×显色液体积×分取倍数×100/(W×10)
式中 显色液P ppm----从工作曲线上查得的P ppm数;
显色液体积-----50ml;
分取倍数-------消煮溶液定容体积/吸取消煮溶液体积;
-6 10------------将μg换算成g;
W--------------烘干土样重(g).
两次平行测定结果允许差为0.005%。
7-7 注释
(1) 电炉必须接一个调压变压器,以便控制温度。开始消煮时温
度不宜过高,电炉丝热至暗红色即可;当消煮至HClO烟雾4
消失后,再提高温度使HSO发烟回流。但要防止溶液溅出。 24
(2) 要求吸取待测液中含P 5-25μg。事先可以取一定量的待测
液,显色后用目测法观察颜色深度,然后估算出应该吸取待
测液的毫升数(2-10ml)。
(3) 钼锑抗法要求显色液中HSO浓度为0.45-0.65。如果酸度24
小于0.45N,虽然显色加快,但稳定时间较短,如果酸度大
于0.65N,则显色变慢。因此,待测液中原有酸度如不确定,
必须先行中和除去。
(4) 若待测液中锰的含量较高时,最好用NaCO溶液来调节PH,23
以免产生氢氧化锰沉淀后酸化时也难以再溶解。
00(5) 钼锑抗法要求显色温度为15-60C,如果室温低于15C,可
0放置在30-40C的烘箱中保温30分钟,取出冷却后比色。
[土壤农业化学常规分析方法]
范文三:土壤质量总磷的测定(学术论文)
土壤质量总磷的测定
1适用范围
本标准规定了测定土壤中总磷的碱熔-钼锑抗分光光度法。
本标准适用于土壤中总磷的测定。
当试样量为0.2500g,采用30mm比色皿时,本方法的检出限为10.0mg/kg,测定下限为40.0mg/kg。
规范性引用文件 2
本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件,其有效版本适用于本标准。
HJ 613土壤 干物质和水分的测定 重量法
HJ/T 166土壤环境监测技术规范
3方法原理
经氢氧化钠熔融,土壤样品中的含磷矿物及有机磷化合物全部转化为可溶性的正磷酸盐,在酸性条件下与钼锑抗显色剂反应生成磷钼蓝,在波长700nm处测量吸光度。在一定浓度范围内,样品中的总磷含量与吸光度值符合朗伯-比尔定律。
4试剂和材料
除非另有说明,分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂。实验用水为新制备的去离子水或蒸馏水,电导率(25?)?5.0μS/cm。
4.1浓硫酸:ρ(HSO)=1.84g/ml。 24
4.2氢氧化钠:颗粒状,优级纯。
4.3无水乙醇:ρ(CHCHOH)=0.789g/ml。 32
4.4浓硝酸:ρ(HNO)=1.51g/ml。 3
4.5磷酸二氢钾:优级纯
取适量磷酸二氢钾(KHPO)于称量瓶中,在110?下烘干2h,置于干燥器中放冷,备用。 24
4.6硫酸溶液:c(HSO)=3mol/L 24
于800ml水中,在不断搅拌下缓慢加入168ml浓硫酸(4.1),待溶液冷却后加水至1000ml,混匀。
4.7硫酸溶液:c(HSO)=0.5mol/L 24
于800ml水中,在不断搅拌下缓慢加入28ml浓硫酸(4.1),待溶液冷却后加水至1000ml,混匀。
4.8硫酸溶液:1,1
用浓硫酸(4.1)配制。
4.9氢氧化钠溶液:c(NaOH)=2mol/L
称取20.0g氢氧化钠(4.2),溶解于200ml水中,待溶液冷却后加水至250ml,混匀。 4.10抗坏血酸溶液:ρ,0.1g/ml
称取10.0g抗坏血酸溶于适量水中,溶解后加水至100ml,混匀。该溶液贮存在棕色玻璃瓶中,在约4?可稳定两周。如颜色变黄,则弃去重配。
4.11钼酸铵溶液:ρ[(NH)moO2?4H2O)],0.13g/ml 4674
称取13.0g钼酸铵溶于适量水中,溶解后加水至100ml,混匀。
4.12酒石酸锑氧钾溶液:ρ[K(SbO)CHO?1/2HO],0.0035g/ml 4462
称取0.35g酒石酸锑氧钾溶于适量水中,溶解后加水至100ml,混匀。
4.13钼酸盐溶液
在不断搅拌下,将100ml钼酸铵溶液(4.11)缓慢加入至已冷却的300ml硫酸溶液(4.8)中,再加入100ml酒石酸锑氧钾溶液(4.12),混匀。该溶液贮存在棕色玻璃瓶中,在4?下可以
稳定两个月。
4.14磷标准贮备溶液(以ρ计):ρ=50.0mg/L
称取0.2197g磷酸二氢钾(4.5)溶于适量水中,溶解后移入1000ml容量瓶,再加入5ml硫酸溶液(4.8),加水至标线,混匀。该溶液贮存在棕色玻璃瓶中,在4?下可稳定六个月。 4.15磷标准工作溶液(以ρ计):ρ=5.00mg/L
量取25.00ml磷标准贮备溶液(4.14)于250ml容量瓶中,加水至标线,混匀。该溶液临用时现配。
4.162,4-二硝基酚(或2,6-二硝基酚)指示剂:ρ=0.002g/ml 称取0.2g2,4-二硝基酚(或2,6-二硝基酚)溶于适量水中,溶解后加水至100ml,混匀。 5仪器和设备
5.1分光光度计:配有30mm比色皿。
5.2马弗炉。
5.3离心机:2500,3500r/min,配有50ml离心杯。
5.4镍坩埚:容量大于30ml。
5.5天平:精度为0.0001g。
5.6样品粉碎设备:土壤粉碎机(或球磨机)。
5.7土壤筛:孔径为1mm、0.149mm(100目)。
5.8具塞比色管:50ml。
5.9一般实验室常用仪器和设备。
6样品
6.1样品的采集与保存
参照HJ/T166的相关规定进行土壤样品的采集和保存。
6.2试样的制备
将采集好的样品置于风干盘中,摊成2,3cm的薄层,适时地压碎、翻动,拣出碎石、沙砾、植物残体。用木棒研压,然后去杂物,粉碎,充分混匀,通过1mm土壤筛,然后将土样在牛皮纸上铺成薄层,划分成四分法小方格。用小勺在每个方格中取出等量土样(总量大于20g),在土壤粉碎机(或球磨机)中进行研磨,使其全部通过0.149mm(100目)土壤筛,混匀后装入磨口瓶中,备用。
6.3干物质含量的测定
准确称取适量风干土壤样品,参照HJ 613测定干物质的含量。
7分析步骤
7.1试料的制备
称取0.2500g试样(6.2)于镍坩埚底部,用几滴无水乙醇(4.3)湿润样品;然后加入2g 氢氧化钠(4.2)平铺于样品的表面,将样品覆盖,盖上坩埚盖;将坩埚放入马弗炉中升温,当温度升至400?左右时,保持15min;然后继续升温至640?,保持15min,取出冷却。再向坩埚中加入10ml水加热至80?,待熔块溶解后,将坩埚内的溶液全部转入50ml离心杯中,再用10ml硫酸溶液(4.6)分三次洗涤坩埚,洗涤液转入离心杯中,然后再用适量水洗涤坩埚3次,洗涤液全部转入离心杯中,以2500,3500r/min离心分离10min,静置后将上清液全部转入100ml容量瓶中,用水定容,待测。
注:处理大批样品时,应将加入氢氧化钠后的坩埚暂放入大干燥器中以防吸潮。 7.2校准曲线的绘制
分别量取0、0.50、1.00、2.00、4.00、5.00ml磷标准工作溶液(4.15)于6支50ml具塞比色管中,加水至刻度,标准系列中的磷含量分别为0.00、2.50、5.00、10.00、20.00、25.00g。 然后分别向比色管中加入2,3滴指示剂(4.16),再用硫酸溶液(4.7)和氢氧化钠溶液(4.9)
调节pH 值为4.4左右,使溶液刚呈微黄色,再加入1.0ml抗坏血酸溶液(4.10),混匀。30s后加入2.0ml钼酸盐溶液(4.13),充分混匀,于20,30?下放置15min。用30mm比色皿,于700nm波长处,以水为参比,测量吸光度。以试剂空白校正吸光度为纵坐标,对应的磷含量(μg)为横坐标,绘制校准曲线。
7.3测定
量取10.0ml(或根据样品浓度确定量取体积)试料(7.1)于50ml具塞比色管中,加水至刻度。然后按照与绘制校准曲线(7.2)相同操作步骤进行显色和测量。
7.4空白试验
不加入土壤试样,按照与试料的制备(7.1)和测定(7.3)相同操作步骤,进行显色和测量。 8结果计算与表示
土壤中总磷的含量ω(mg/kg),按照公式(1)进行计算。
,,,[(AA)a]V01, (1) ,,,,bmwVdm2
式中:
ω——土壤中总磷的含量,mg/kg;
A ——试料的吸光度值;
A——空白试验的吸光度值; 0
a ——校准曲线的截距;
V——试样定容体积,ml; 1
b ——校准曲线的斜率。
m——试样量,g;
V——试料体积,ml; 2
W——土壤的干物质含量(质量分数),%。 dm
8.2结果表示
测量结果保留三位有效数字。
9精密度和准确度
9.1精密度
5家实验室分别对28mg/kg、400mg/kg、800mg/kg的样品进行了测定:实验室内相对标准偏差分别为:1.2%,9.4%、0.3%,2.9%、0.3%,1.6%;实验室间相对标准偏差分别为:8.6%、3.5%、1.4%;重复性限分别为:7.42mg/kg、23.6mg/kg、21.4mg/kg;再现性限分别为: 12.6mg/kg、45.4mg/kg、38.1mg/kg。
9.2准确度
5家实验室分别对410?73mg/kg、323?69mg/kg、492?50mg/kg的有证土壤标准样品进行了分析测定:相对误差分别为:8.3%,16.6%、3.1%,10.5%、0.6%,5.5%,相对误差最终值分别为:13%?6.3%、7.0%?7.0%、4.2%?4.2%。
5家实验室分别对实际样品进行了加标分析测定,加标量为100μg时,加标回收率分别为:91.2%,103.0%、91.1%,97.3%、90.6%,96.0%,加标回收率最终值分别为:95.1%?9.2%、93.8%?5.6%、93.2%?4.1%。
10质量保证和质量控制
10.1每批样品应做空白试验,其测定结果应低于方法检出限。
10.2每批样品应至少测定10%的平行双样,样品数量少于10个时,应至少测定一个平行双样。两个测定结果的相对偏差应不超过15%。
10.3每批样品应带一个中间校核点,中间校核点测定值与校准曲线相应点浓度的相对误差应
不超过10%。
10.4每批样品测定时,应分析一个有证标准物质,其测定值应在保证值范围内。 10.5校准曲线的相关系数应大于等于0.9995。
10.6每批样品应至少测定10%的加标样品,样品数量少于10个时,应至少测定一个加标样品。加标回收率应在80,120%之间。
范文四:水质_总磷的测定
水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度
1 主题内容与适用范围
本标准规定了用过硫酸钾(或硝酸-高氯酸)为氧化剂,将未经过滤的水样消解,用钼酸铵分光光度测定总磷的方法。
总磷包括溶解的、颗粒的、有机的和无机磷。
本标准适用于地面水、污水和工业废水。
取25mL试料,本标准的最低检出浓度为0.01mg/L,测定上限为0.6mg/L。
在酸性条件下,砷、铬、硫干扰测定。
2 原理
在中性条件下用过硫酸钾(或硝酸-高氯酸)使试样消解,将所含磷全部氧化为正磷酸盐。在酸性介质中,正磷酸盐与钼酸铵反应,在锑盐存在下生成磷钼杂多酸后,立即被抗坏血酸还原,生成蓝色的络合物。
3 试剂
本标准所用试剂除另有说明外,均应使用符合国家标准或专业标准的分析试剂和蒸馏水或同等纯度的水。
3.1 硫酸(H2SO4),密度为1.84g/mL。
3.2 硝酸(HNO3),密度为1.4g/mL。
3.3 高氯酸(HClO4),优级纯,密度为1.68g/mL。
3.4 硫酸(H2SO4),1+1。
3.5 硫酸,约c(1/2H2SO4)=1mo1/L:将27mL硫酸(3.1)加入到973mL水中。
3.6 氢氧化钠(NaOH),1mo1/L溶液:将40g氢氧化钠溶于水并稀释至1000mL。
3.7 氢氧化钠(NaOH),6mo1/L溶液;将240g氢氧化钠溶于水并稀释至1000mL。
3.8 过硫酸钾,50g/L溶液:将5g过硫酸钾(K2S2O8)溶解干水,并稀释至100mL。
3.9 抗坏血酸,100g/L溶液:溶解10g抗坏血酸(C6H8O6)于水中,并稀释至100mL。 此溶液贮于棕色的试剂瓶中,在冷处可稳定几周。如不变色可长时间使用。
3.10 钼酸盐溶液:溶解13g钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]于100mL水中。溶解0.35g酒石酸锑钾[KSbC4H4O7· 1 H2O]于100mL水中。在不断搅拌下把钼酸铵溶液徐徐加到300mL硫酸(3.4)中,加酒石酸锑钾溶液并且混合均匀。
此溶液贮存于棕色试剂瓶中,在冷处可保存二个月。
3.11 浊度一色度补偿液:混合两个体积硫酸(3.4)和一个体积抗坏血酸溶液(3.9)。使用当天配制。
3.12 磷标准贮备溶液:称取0.2197±0.001g于110℃干燥2h在干燥器中放冷的磷酸二氢钾(KH2PO4),用水溶解后转移至1000mL容量瓶中,加入大约800mL水、加5mL硫酸(3.4)用水稀释至标线并混匀。1.00mL此标准溶液含50.0μg磷。
本溶液在玻璃瓶中可贮存至少六个月。
3.13 磷标准使用溶液:将10.0mL的磷标准溶液(3.12)转移至250mL容量瓶中,用水稀释至标线并混匀。1.00mL此标准溶液含2.0μg磷。
使用当天配制。
3.14 酚酞,10g/L溶液:0.5g酚酞溶于50mL95%乙醇中。
4 仪器
实验室常用仪器设备和下列仪器。
4.1 医用手提式蒸气消毒器或一般压力锅(1.1~1.4kg/cm2)。
4.2 50mL具塞(磨口)刻度管。
4.3 分光光度计。
注:所有玻璃器皿均应用稀盐酸或稀硝酸浸泡。
5 采样和样品
5.1 采取500mL水样后加入1mL硫酸(3.1)调节样品的pH值,使之低于或等于1,或不加任何试剂于冷处保存。
注:含磷量较少的水样,不要用塑料瓶采样,因易磷酸盐吸附在塑料瓶壁上。
5.2 试样的制备:
取25mL样品(5.1)于具塞刻度管中(4.2)。取时应仔细摇匀,以得到溶解部分和悬浮部分均具有代表性的试样。如样品中含磷浓度较高,试样体积可以减少。
6 分析步骤
6.1 空白试样
按(6.2)的规定进行空白试验,用水代替试样,并加入与测定时相同体积的试剂。
6.2 测定
6.2.1 消解
6.2.1.1 过硫酸钾消解:向(5.2)试样中加4mL过硫酸钾(3.8),将具塞刻度管的盖塞紧后,用一小块布和线将玻璃塞扎紧(或用其他方法固定),放在大烧杯中置于高压蒸气消毒器(4.1)中加热,待压力达1.1kg/cm2,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,取出放冷。然后用水稀释至标线。
注:如用硫酸保存水样。当用过硫酸钾消解时,需先将试样调至中性。
6.2.1.2 硝酸-高氯酸消解:取25mL试样(5.1)于锥形瓶中,加数粒玻璃珠,加2mL硝酸(3.2)在电热板上加热浓缩至10mL。冷后加5mL硝酸(3.2),再加热浓缩至10mL,放冷。加3mL高氯酸(3.3),加热至高氯酸冒白烟,此时可在锥形瓶上加小漏斗或调节电热板温度,使消解液在锥形瓶内壁保持回流状态,直至剩下3~4mL,放冷。
加水10mL,加1滴酚酞指示剂(3.14)。滴加氢氧化钠溶液(3.6或3.7)至刚呈微红色,再滴加硫酸溶液(3.5)使微红刚好退去,充分混匀。移至具塞刻度管中(4.2),用水稀释至标线。 注:①用硝酸-高氯酸消解需要在通风橱中进行。高氯酸和有机物的混合物经加热易发 生危险,需将试样先用硝酸消解,然后再加入硝-酸高氯酸进行消解。
②绝不可把消解的试作蒸干。
③如消解后有残渣时,用滤纸过滤于具塞刻度管中,并用水充分清洗锥形瓶及滤 纸,一并移到具塞刻度管中。
④水作中的有机物用过硫酸钾氧化不能完全破坏时,可用此法消解。
6.2.2 发色
分别向各份消解液中加入1mL抗坏血酸溶液(3.9)混匀,30s后加2mL钼酸盐溶液(3.10)充分混匀。
注:①如试样中含有浊度或色度时,需配制一个空白试样(消解后用水稀释至标线)然 后向试料中加入3mL浊度——色度补偿液(3.11),但不加抗坏血酸溶液和钼酸
盐溶液。然后从试料的吸光度中扣除空白试料的吸光度。
②砷大于2mg/L干扰测定,用硫代硫酸钠去除。硫化物大于2mg/L干扰测定, 通氮气去除。铬大于50mg/L干扰测定,用亚硫酸钠去除。
6.2.3 分光光度测量
室温下放置15min后,使用光程为30mm比色皿,在700nm波长下,以水做参比,测定吸光度。扣除空白试验的吸光度后,从工作曲线(6.2.4)上查得磷的含量。
注:如显色时室温低于13℃,可在20~30℃水花上显色15min即可。
6.2.4 工作曲线的绘制
取7支具塞刻度管(4.2)分别加入0.0,0.50,1.00,3.00,5.00,10.0,15.0mL磷酸盐标准溶液(3.14)。加水至25mL。然后按测定步骤(6.2)进行处理。以水做参比,测定吸光度。扣除空白试验的吸光度后,和对应的磷的含量绘制工作曲线。
7 结果的表示
总磷含量以C(mg/L)表示,按下式计算:
式中:m——试样测得含磷量,μg;
V——测定用试样体积,mL。
8 精密度与准确度
8.1 十三个实验室测定(采用6.2.1.1消解)含磷2.06mg/L的统一样品
8.1.1 重复性
实验室内相对标准偏差为0.75%。
8.1.2 再现性
实验室间相对标准偏差为1.5%。
8.1.3 准确度
相对误差为+1.9%。
8.2 六个实验室测定(采用6.2.1.2消解)含磷量2.06mg/L的统一样品。
8.2.1 重复性
实验室内相对标准偏差为1.4%。
8.2.2 再现性
实验室间相对标准偏差为1.4%。
8.2.3 准确度
相对误差为1.9%。
质控样品主要成分是乙氨酸(NH2CH2COOH)和甘油磷酸 (
)。
范文五:总磷的测定
《水质 总磷的测定 流动注射分析-分光光
度法》(征求意见稿)
编 制 说 明
《水质 总磷的测定 流动注射分析-分光光度法》编制组
二○一○年十一月
项 目 名 称:水质 磷酸盐和总磷的测定 离子色谱、连续流动分析
和流动注入分析法
项目统一编号:965
承 担 单 位:苏州市环境监测中心站、常熟市环境监测站
编制组主要成员:吕清、张敏、金民、梁柱、盛芳雪、叶文渊、陆妙
琴
标准所技术管理负责人:黄翠芳、周羽化
标准处项目负责人:谷雪景
目 录
1 项目背景................................................................................................................................... 1
1.1
1.2
2 任务来源...........................................................................................................................1 工作过程...........................................................................................................................1 标准制修订的必要性分析.......................................................................................................1
2.1
2.2 总磷的环境危害...............................................................................................................1 相关环保标准和环保工作的需要...................................................................................2
3 国内外相关分析方法研究.......................................................................................................4
3.1
3.2 主要国家、地区及国际组织相关分析方法研究...........................................................4 国内相关分析方法研究...................................................................................................6
4 标准制修订的基本原则和技术路线.......................................................................................6
4.1
4.2 标准制修订的基本原则...................................................................................................7 标准制修订的技术路线...................................................................................................7
5 方法研究报告...........................................................................................................................7
5.1 方法研究的目标...............................................................................................................7
5.2 方法原理...........................................................................................................................8
5.3 干扰和消除.......................................................................................................................8
5.4 试剂和材料.......................................................................................................................9
5.5 仪器和设备.......................................................................................................................9
5.6 样品...................................................................................................................................9
5.7 分析步骤...........................................................................................................................9
5.8 结果计算与表示.............................................................................................................13
5.9 质量控制和质量保证.....................................................................................................14
5.10 注意事项.........................................................................................................................15
6. 方法验证.................................................................................................................................15
6.1
6.2 方法验证方案.................................................................................................................15 方法验证过程.................................................................................................................16
7
8 标准实施建议.........................................................................................................................16 参考文献.................................................................................................................................16
附一: 方法验证报告......................................................................................................................18
《水质 总磷的测定 流动注射分析-分光光度法》
编制说明
1 项目背景
2007年7月,原国家环保总局公布了《关于下达2007年度国家环境保护标准制修订项1.1 任务来源 目计划的通知》(环办函[2007]544号),下达了关于制订《水质 磷酸盐和总磷的测定 离子色谱、连续流动分析法和流动注入分析法》的项目计划,项目统一编号为965,任务承担单位为苏州市环境监测中心站。
1.2 工作过程
接到原环保总局的通知和项目计划后,苏州市环境监测中心站成立了标准编制组,并立即开展了前期调研工作。在平台项目的基础上,标准编制组主要调研了连续流动分析法和流动注入法测定磷酸盐和总磷的国内外发展情况,选择两种分析方法中有代表性的仪器进行方法研究,结合国内水质监测需求初步确定方法适用范围、方法测量范围等,与相关单位进行了合作意向的商讨。在此基础上,编写了标准的开题论证报告和标准草案。
2009年7月,本标准开题论证和标准草案通过了环保部科技标准司组织的专家论证,论证委员会提出了对标准名称的修改,认为:鉴于“连续流动分析法”、“流动注射分析法”和“离子色谱法”原理不同,将标准名称改为《水质 磷酸盐和总磷的测定 连续流动分析法》、《水质 总磷的测定 流动注射分析法》和《水质 磷酸盐的测定 离子色谱法》。由于本方法是流动注射技术与分光光度检测技术联用的湿化学自动分析方法,因此本标准编制组建议将方法名称命名为“水质 总磷的测定 流动注射分析-分光光度法”。
2009年10月~2010年10月,标准编制组按照《环境监测分析方法标准制订技术导则》(HJ 168)和《国家环境污染物监测方法标准制修订工作暂行要求》(环科函〔2009〕10号)的要求开展《水质 总磷的测定 流动注射分析-分光光度法》的实验研究工作和组织五家相关实验室进行方法验证,以及编写标准征求意见稿和编制说明工作。
2 标准制修订的必要性分析
2.1 总磷的环境危害
磷是评价水质的重要指标,是水体的一种营养元素,但由于人为或自然的因素,在湖、库等水域中的逐渐富集,而它在水体系中的过量存在(如超过0.2mg/L),将引起藻类物质的大量滋长,使水质恶化,该过程称为“富营养化”。在这个过程中,水体由于藻类大量增殖
和腐烂分解,消耗水中的溶解氧,损害鱼类等水生动物的生长,影响水体生态平衡,降低水的透明度,降低了水资源在饮用、游览和养殖等方面的利用价值,因此磷在水体中的存在及含量变化规律近年来一直是各国环境科学界积极进行研究探索的课题。
天然水和废水中的磷是以各种磷酸盐的形式存在,主要以正磷酸盐、缩合磷酸盐(焦磷
酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐)以及与有机体相结合的磷酸盐(如磷脂)等3种形态存在。它们存在于水体中、腐殖质颗粒或水生生物中。根据研究,可溶性正磷酸盐能被水生植物直接吸收,是引起富营养化的主要形态[1]。
一般天然水中磷酸盐含量不高,在淡水和海水中平均含总磷分别为0.02mg/L和
0.088mg/L。而受化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水的影响,我国地表水总磷污染还比较严重。淮河干流2003年总磷浓度范围是0.040~0.180mg/L,有的支流污染严重,甚至达2.185mg/L;京杭大运河的不同河段差别较大,总磷浓度范围是0.051~0.465mg/L。黄河干流2003年总磷浓度范围是0.012~0.903mg/L,有的支流总磷污染严重,达0.067~2.35mg/L。长江干流2003年总磷浓度范围是0.029~0.129mg/L,而有的支流总磷高达0.483mg/L。太湖和巢湖都是我国“九五”期间重点治理污染的湖泊,其中太湖的东半湖总磷浓度较低,仅为0.039mg/L,而西半湖含磷较高,为0.104mg/L,湖心区和湖岸区分别为0.048~10.1mg/L。2003年全湖浓度范围为0.039~0.132mg/L,均值为0.070mg/L。巢湖总磷污染十分严重,浓度范围是0.083~0.570mg/L,2003年均值全湖为0.230mg/L,其中西半湖污染严重,2003年均值为0.375mg/L,浓度范围是0.259~0.570mg/L;东半湖浓度范围是0.083~0.114mg/L,年均值是0.103mg/L。丹江口水库是我国南水北调的中线取水口,其总磷浓度较低,2003年均仅为0.011mg/L[2]。
中国科学院地理与湖泊研究所曾以太湖为例,经过两年的调查和试验,得出了太湖流域
地区各种途径对太湖流域水体磷的贡献率依次为:人体(粪便)排磷43.57%、洗衣排磷16.1%、畜禽排磷12.51%、农业(化肥流失)排磷11.89%、工业(污染)排磷7.41%、水产养殖排磷
5.3%,其他排磷2.8%[1]。根据昆明市的研究,2000年滇池流域总磷入湖负荷中工业源、生活源、面源分别占2%、53%、45%[3]。
总磷含量即水样中各种形态的磷经消解后转变成正磷酸盐的浓度。
2.2 相关环保标准和环保工作的需要
2.2.1 环境质量标准与污染物排放(控制)标准的总磷监测要求
我国现行的相关环保标准中涉及总磷指标的有《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)、
《地下水环境质量标准》(GB/T14848-93)、《污水综合排放标准》(GB8978-1996),以及相
关行业型水污染物排放标准,总磷标准限值范围为0.02mg/L~8mg/L。部分相关环保标准规
定总磷标准限值,详见表1。
表1 相关环保标准中涉及氨氮指标情况 序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13 标准名称 《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)一级标准/排放标准限值(mg/L) 0.02(Ⅰ类) 《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)《污水综合排放标准》(GB8978-1996)《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) 《杂环类农药工业水污染物排放标准》(GB21523-2008) 《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008) 《羽绒工业水污染物排放标准》(GB21901-2008) 《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008) 《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596—2001) 《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008) 《合成革与人造革工业污染物排放标准》(GB21902-2008) 《制糖工业水污染物排放标准》(GB21909-2008) 《皂素工业水污染物排放标准》(GB
20425—2006) 5/3/1/0.5 0.5 1.5/1.0/0.5 0.5 1/0.8/0.5 8.0 3 1.0/1.0/0.5 1.0/0.5/0.5 1.0/0.5
地表水和污水监测技术规范(HJ/T91-2002) [4]把总磷列为河流、湖泊水库和集中式饮
用水源地的必测项目。磷矿开采、合成洗涤剂、磷肥和氮肥生产、有机磷农药、发酵和酿造工业、宾馆、饭店、游乐场所及公共服务行业、卫生用品制造、生活污水及医院污水等排水单位,也把总磷列为必测项目。因此,总磷指标的监控,在环境质量和污染控制中是十分重要的。
以上所列质量标准和排放标准中总磷分析方法除《畜禽养殖业污染物排放标准》
(GB18596—2001)采用水和废水分析方法(第三版)的钼兰比色法外,均采用钼酸铵分光光度法(GB11893-89)。
2.2.2环境保护重点工作涉及的总磷监测要求
环境保护重点工作涉及全面建设小康社会环境主题指标、城考、水污染防治、创模、污
染普查等工作,涉及环境质量考核及水污染防治,均对总磷有监测要求。
如国家环境保护模范城市考核指标环境质量中集中式生活饮用水地表水源地水质评价
的项目有总磷的监测要求;自1996年10月1日起施行江苏省太湖水污染防治条例第三章 污染防治第二十五条 太湖流域应当按照太湖水污染防治规划建设城镇污水处理设施,对城镇生活污水、粪便、垃圾进行无害化、资源化处理,并采取有效措施,控制氮、磷等污染物的排放。第二十九条 一级保护区内禁止下列行为:(一)新建、扩建污染水环境的化学制浆造纸、化工、医药、制革、酿造、染料、印染、电镀以及其他排放含氮、磷等污染水体的企业和项目;第三十条 二级保护区内禁止新建、扩建不符合环境保护治理要求的化学制浆造纸、化工、医药、制革、酿造、染料、印染、电镀以及排放含氮、磷等污染水体的企业和项目。第三十一条 自1999年1月1日起,一、二级保护内禁止销售、使用含磷洗涤剂。三级保护区内控制销售、使用含磷洗涤剂。
由环保总局、发展改革委、财政部、建设部、水利部联合制定的《关于加强重点湖泊水
环境保护工作的意见》(国办发〔2008〕4号)中明确规定,在重点湖泊流域内城镇新建、在建污水处理厂都要配套建设脱氮除磷设施,保证出水水质达到一级排放标准;已建污水处理厂要在2010年年底前完成脱氮除磷改造,出水水质达到规定的排放标准。
中华人民共和国环境保护部2008年第28号公告(2008年7月2日)中规定,在太湖
流域执行2008年新发布的13部(见2.2(1))国家排放标准的水污染物特别排放限值。特别排放限值对总磷等污染物做了更加严格的限值规定。
3 国内外相关分析方法研究
3.1 主要国家、地区及国际组织相关分析方法研究
3.1.1国外标准分析方法的特点、应用情况
1989年日本JISK 0126—1989己颁布了FIA 分析方法通则,规定FIA 装置应由送溶液、试
样注入、操作、检测、管路及显示记录等部分组成,试液、试剂载液在细管中形成连续的流动系统。在分析方法方面JIS K 0126提出适合于FIA 的各种方法.只要反应体系、进液方法
及测定方法按分析目的进行有效地组台,便能得到各种适宜的分析方法[5]。
通过标准查新,国外相关标准分析方法有ISO 15681-1 水质 流动分析(流动注射分析
和连续流动分析)测定正磷酸盐和总磷 第一部分 流动注入分析法(FIA ),这个流动分析方法适用于地下水、地面水、沥出液、废水中总磷的测定,检测范围为0.10~10.0mg/L。具
有全面性、科学性、分析范围广、操作简单等特点,具有一定的先进性。流动分析方法是利用流动分析仪进行的全自动的湿化学分析方法,国外对该分析方法的研究有50年历史,目前进口的一些流动分析仪对于正磷酸盐和总磷的分析方法,大多依据该标准。
3.1.2国外相关污染物分析方法的发展趋势
流动注射分析技术(FIA )由丹麦学者Ruzicka 和Hansen 教授于1975年在“流动注射
分析”论文中首次命名,是在连续流动分析技术(CFA )的基础上发展起来的一种新的溶液连续流动分析技术。FIA 是应用非空气间隔断流体系,用注射阀向载液中注入样品或试剂液,在反应不完全(非稳态)情况下即进行测试的一种方法。
目前,CFA 和FIA 在国外的分析化学、分析仪器领域是一个热门课题。作为一种在线
化学自动化分析技术,其较高的自动化程度、较快的分析速度、较低的运行费用和极好的重现性都是一般分析方法难以比拟的,尤其是样品的在线预处理技术更显示出CFA 和FIA 旺盛的生命力,充分显示了其在自动化分析领域里广阔地应用前景。在环境监测领域中应用,不仅可以简化分析步骤、降低分析成本、提高分析结果地精确度和可靠性,而且可以逐步实现环境监测自动化,对提升环境监管能力有着重要意义。
CFA 和FIA 技术作为一种有着诸多优点的自动化技术,可以与各检测器联用广泛应用于
环境监测,其中FIA 一光度法及CFA-光度法的应用最为普遍,占所有CFA 和FIA 联用技术之
首。本标准方法所用流动分析仪的检测器即为光度检测器。
经过近50多年的发展,这两项技术已被广泛应用于欧美的环保、医药、水处理、烟草、
食品饮料等领域。90年代开始流动分析仪在我国的烟草、啤酒、水质自动站、科研院校和环境监测领域的应用日益广泛。
商品化流动分析仪具有分析速度快,准确度、精密度高,重现性好,检出限低,检测浓
度范围大,自动进样,操作简单,样品和试剂消耗量小以及可以与多种检测手段相结合等一系列优点,有些型号的仪器具有在线消解、加压功能,使整个分析过程全自动,在检测大批量的样品上有明显的优势。
随着科技的发展,流动分析仪也经历了几次大的技术突破,从数据由记录仪在坐标纸上
画峰形峰高,手工计算,到计算机处理模拟信号,进行自动计算。目前发展到高分辨率数模转换时代,大大提高了分析精度。目前国外FIA 分析技术发展可以分为四代:流动注射(1代)、顺序注射(2代)、微柱注射(3代)和阀上实验室(4代)。流动分析仪的数据处理系统已经能够进行远程网络控制,数据处理系统远程升级,硬件诊断,自动无人值守功能。
3.1.3 与本方法标准的关系
本方法标准参考EPA 方法365.1~365.4、ISO 15681-2003等国际标准。
3.2 国内相关分析方法研究
3.2.1国内相关分析方法的特点、应用情况
我国目前测定总磷的方法实验室通常有钼酸铵分光光度法(GB11893-89)等分光光度
法。在线自动监测有过硫酸盐消解-光度法等。相关分析方法或方法标准的适用范围和主要技术指标,见表2。
表2 相关分析方法或方法标准的适用范围和主要技术指标 检出限
方法及方法标准名称
水质 总磷的测定 钼酸铵
GB11893-89
分光光度法
孔雀绿 磷钼杂多酸分光
光度法
氯化亚锡还原钼蓝法 水和废水监测分地表水、地下水测定上限:0.3析方法 第四版 — 地面水测定上限:0.6水 标准编号或来源 适用范围 (mg/L) 地面水、污水和工业废0.01 测定上限:0.6(mg/L) 测定范围
随着流动分析技术的引进,美国Hach 公司QuikChem8500型流动注射分析仪、荷兰Sklar
公司San ++连续流动分析仪、德国布朗卢比公司 AutoAnalyzer 3连续流动化学分析仪和QuAAtro 连续流动分析仪及Traccs 2000 连续流动化学分析仪、美国OI 公司FS-IV 流动分析仪、法国Alliance 公司Futura Ⅱ多通道连续流动注射分析仪及Futura 连续流动分析仪纷纷进入国内市场,北京吉天仪器有限公司的流动注射仪的研制成功,标志着流动分析仪的国产化。
国内相关杂志20世纪90年代中期,开始有流动分析技术的应用报道。1998年,滕恩江等
报导了FIA 一结晶紫一磷钼杂多酸离子缔台体系光度法测定水中痕量PO 43+[6],2003年肖文等发表了间隔流动分析和流动注射分析在环境监测中的应用文章[7]。同年,范世华等报道了微波在线消解流动注射光度分析方法测定环境废水中总磷[8],2004年,李俊等报道了流动注射法测定水中磷[9]。袁汉鸿等报道了流动注射分析法测定水中总磷[10]。2007年,吕清等研究了用连续流动分析法(CFA )测定水和废水的总磷,最低检出限为0.01mg/L,检测范围为0.04mg/L~2mg/L[11]。同年,苏苓等研究了流动注射微波在线消解分光光度法测定水中总磷
[12],赵萍等采用FIA 一6000全自动流动注射分析仪测定水中的总磷, 方法的检出限为0.008mg/LP;线性范围为0.1-5mg/LP[13]。
4 标准制订的基本原则和技术路线
4.1 标准制订的基本原则
本标准依据《国家环境保护标准制修订工作管理办法》和《环境监测 分析方法标准制修订技术导则》(HJ 168)的要求,以国内外标准文献为基础而编制。
⑴ 方法的检出限和测定范围满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)等相关环保标准和环保工作的要求。
⑵
⑶ 方法准确可靠,满足各项方法特性指标的要求; 方法具有可行性和可操作性,易于推广使用。
4.2 标准制订的技术路线
图1 标准制定技术路线图
5 方法研究报告
5.1 方法研究的目标
⑴
⑵ 本标准适用于地表水、地下水、生活污水和工业废水中总磷的测定。 通过本标准的制订,使监测方法的检出限、精密度、准确度等满足《地表水环境质量
标准》(GB 3838-2002)、《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)等相关环保控制标
准和重点环保工作中对总磷的测定要求。
5.2 方法原理
本标准方法是利用流动注射分析仪完成水中总磷含量测试的分析方法。
流动注射分析仪工作原理是指在封闭的管路中,由注入阀控制向连续流动的载液流断续地注入一定体积的试样,试样和试剂在分析模块中按特定的顺序和比例混合、反应,在非完全反应的条件下,进入流动检测池进行光度检测,测定试样中被测物质含量。
方法化学反应原理和国标法基本相同,即试样加入硫酸溶液,经125℃高温水解,再与过硫酸钾溶液混合, 进行紫外氧化消解,试样中各种形态的磷全部氧化成正磷酸盐,在酸性条件下,试样中的正磷酸盐在酒石酸锑钾的催化下,与钼酸铵反应生成磷钼酸化合物。该化合物被抗坏血酸还原生成蓝色络合物,在880nm 处比色测定。
5.3 干扰和消除
5.3.1 样品中砷、铬、硫的干扰消除见GB 11893-89。
5.3.2 样品的浊度或色度干扰,可通过补偿测量进行校正。具体方法为:用色度-浊度补偿液(配制显色剂溶液时不加钼酸铵)替换钼酸盐显色剂,对样品进行分析,测得校正值。试样的测量值减去校正值,得到经校正的测量值。补偿测量必须在分析完样品后紧接着进行。 5.3.3 GB11893-89中对水中总磷测定范围应包括溶解性和颗粒的、有机的和无机磷。当水中悬浮颗粒物较多时,且颗粒物粒径较大时,对分析测定有影响。
影响之一是重力沉淀现象。据有关资料,当颗粒物粒径大于10μm 时,即会发生重力沉淀,当颗粒物没有完全进入紫外消解单元,总磷分析结果会偏低,取样前应充分摇匀样品。 影响之二是悬浮颗粒物的粒径过大,易堵塞仪器管路,使仪器不能正常工作。经长期使用发现当水样中悬浮颗粒物的粒径大于仪器管路最小内径的?时就容易堵塞,仪器管路最小内径一般为0.5mm ,因此样品中悬浮物的粒径不应超过0.25mm 。粒径过大还会影响消解率,由于在线消解采用的是高温酸解加紫外消解,消解时间短,消解率一般在95%左右,消解效果略小于手工高压消解,因此可通过均质机减小颗粒物的大小,以获得具有代表性的试样来减少这种误差。样品中含有少量固体颗粒或悬浮物(颗粒直径大于100μm )时,如果这些颗粒物没有完全进入紫外消解单元,总磷分析结果会偏低。可以通过在取样前充分摇匀样品,并通过均质机减小颗粒物的大小,以获得具有代表性的试样来减少这种误差。
5.3.4水样pH 值对测定有影响:当pH<2时会出现折射指示(折射指示指在分析物峰的前面出现小的负峰)或双峰干扰,当ph>10时对测定产生正干扰。因此,分析试样的pH 值应调至中性。
5.4 试剂和材料
本方法化学反应原理等同于《水质 总磷的测定 钼酸铵分光光度法》(GB11893-89),所以所用试剂基本与国标方法相同。
由于分析系统若有气泡会干扰测定,因此除标准溶液外,全部溶液(包括用于配制标准溶液的水)须除气,除气方法是1、用氦气吹洗,使用140KPa 的氦气通过氦除气管除气1min 。2、超声脱气,为避免除泡管有可能造成试剂之间的交叉污染而影响测定结果,可采用超声波除气,将配制好的试剂一并放人超声波清洗器中,集中除泡30 min。
5.5 仪器和设备
5.5.1采用流动注射分析仪(配置总磷化学反应模块)。包括:自动进样器,化学分析单元带预处理盒、比色检测单元、数据处理单元。根据需要,可配置自动稀释器。 ⑴ 自动进样器:由取样针和样品盘构成。
⑵ 化学分析单元又称分析模块、通道,主要部件有: 试剂容器 采用耐热性、耐试剂侵蚀性良好的聚乙烯材料。
蠕动泵 有多个通道,可同时将试剂和试样从进样器输送到阀。泵管根据不同溶液选用聚氯乙烯或氟橡胶材质。
注入阀 阀体上装有采样环,通过采样环的长度控制采样体积。
反应管路 包括0.5mm 至0.8mm 内径的传输管,连接头和具有化学惰性的T 型接头等。 预处理盒 高温加热区、数字式加热控制器和含UV-254灯。 ⑶光度检测器 带有10mm 光程的流通池、880nm 的滤光片。 ⑷数据处理单元 光电信号转换器、计算机和打印机。
5.5.2流动注射分析仪的蠕动泵转速、泵管管径、加热温度等可按照仪器说明书选定,必要时根据实际检测情况进行调整。
5.6 样品
按照HJ/T 91和HJ/T 164的相关规定进行水样的采集和保存。
在采样前,用水冲洗所有接触样品的器皿,水样采集在经清洗过的聚乙烯或玻璃瓶中。水样采集后立即加浓硫酸至pH ≤2,可保存24h 。含磷量较少的水样(总磷浓度≤0.1mg/L),不可用聚乙烯瓶贮存。
5.7分析步骤
本标准按照HJ/T168的要求确定分析步骤,包括分析准备、校准及样品测试(包括空白
试验)。 5.7.1分析准备
由于是仪器法,准备工作主要是试剂和标准的配制及仪器的调试。按仪器说明书的要求设置如进样器的取样时间、清洗时间、样品到阀时间,注入阀的装载周期、注入周期,分析周期等工作参数。按开机顺序启动分析系统,编制样品分析表,等待基线走稳开始分析程序。 5.7.2 校准
(1)校准系列的制备
在一组100mL 容量瓶中,分别移取适量的磷酸二氢钾标准溶液(5.12),用水(5.1)稀释至标线并混匀,制备7个浓度点的标准系列。总磷质量浓度分别为:0.00 mg/L、0.10mg/L、0.20mg/L、0.40mg/L、0.60mg/L、0.80mg/L、1.00mg/L。 (2)初始校准曲线的绘制
取约10ml 标准系列溶液,分别置于样品杯中,由进样器按程序依次取样,得到不同浓度总磷的信号值(峰面积)。以测定信号值(峰面积)为纵坐标,对应的总磷质量浓度(以P 计)为横坐标,绘制校准曲线。见表3。 5.7.3 测定
进行样品分析时,当试剂等实验条件没有变化时,不必每批样品均做校准曲线,而可以采用带标准点的方式来保证样品分析的准确性。但每批样均要带全程序空白样。
按照与绘制校准曲线相同测定条件下,取约10ml 的试样进行测定。记录测定信号值(相对峰高)。
方法编制单位实验室内总磷校准曲线及空白样品测试值见表3。 表3 总磷空白值测定及校准曲线的绘制
日期 第一天 第二天 第三天 第四天 第五
含量(mg/L)
空白 0.00
空白 0.00 -0.0259
1 0.00 -0.0172
2 0.05 0.162
2
3 0.10 0.358
4 0.20 0.719
5 0.40 1.50
6 0.60 2.34
7 0.80 3.26
8 1.00 4.12
峰面积(V.S) -0.0297标准曲线 含量(mg/L)
γ=0.9998 conc=-0.00742*Area+0.271Area+0.006(y =0.531x2+3.63x-0.020)
0.00
0.00
0.00
0.05 0.172
0.10 0.360
0.20 0.726
0.40 1.53
0.60 2.34
0.80 3.20
1.00 4.08
峰面积(V.S) 0.00172标准曲线 含量(mg/L)
0.00527 0.000876
γ=0.9999 conc=-0.00640*Area+0.270Area+0.003(y=0.440x2+3.65x-0.009)
0.00
0.00
0.00
0.05 0.184
2
0.10 0.364
0.20 0.738
0.40 1.55
0.60 2.39
0.80 3.27
1.00 4.12
峰面积(V.S) 0.000204标准曲线 含量(mg/L)
0.000380 0.00606
γ=0.9998 conc=-0.00542*Area+0.263Area+0.003(y =0.386x2+3.76x-0.009)
0.00
0.00
0.00
0.05 0.174
0.10 0.359
0.20 0.734
0.40 1.56
0.60 2.38
0.80 3.22
1.00 4.10
峰面积(V.S) -0.00246标准曲线 含量(mg/L)
-0.00375 -0.00276
γ=0.9999 conc=-0.00484*Area+0.262Area+0.005(y=0.340x2+3.78x-0.016)
0.00
0.00 -0.0102
0.00 -0.0120
0.05 0.179
0.10 0.376
0.20 0.766
0.40 1.58
0.60 2.45
0.80 3.32
1.00 4.09
峰面积(V.S) -0.0105
天 标准曲线
γ=0.9997 conc=-0.00131*Area+0.246Area+0.007(y=0.088x2+4.06x-0.029)
第一天(2009.3.13) 第二天(2009.3.14)
第三天(2009.3.15) 0.003
0.003
第四天(2009.3.16) 0.004
0.004
第五天(2009.3.17) 0.004
0.004
2
空白测定结果(mg/L)
-0.002 -0.001 0.003 0.004
注:X 为总磷浓度,Y 为测量峰面积。
5.7.4 检出限的测定
按照样品分析的全部步骤,对浓度值(含量)为估计方法检出限值2-5倍的样品进行7次平行测定。计算7次平行测定的标准偏差,按下列公式计算方法检出限。
MDL =t (n ?1, 0. 99) ×S
其中:t (n-1,0.99)为置信度为99%、自由度为n-1时的t 值;n 为重复分析的样品数,连续分析7个样品,在99%的置信区间,t (6,0.99)=3.143。
方法编制单位和5家验证单位对方法的检出限都进行了测定。 方法编制单位实验室内检出限见表4。
表4 检出限测定
5.7.5 精密度和准确度
方法编制单位和5家验证单位对方法的精密度和准确度都进行了实验验证。 ⑴方法编制单位实验室内精密度测定见表5。
表5 精密度测定
⑵方法编制单位实验室内准确度测定见表6。
表6 国家有证标准物质的测定
⑶方法编制单位实验室内实际样品加标测定见表7。
表7 实际样品加标测定
实际样品
平行号
测定结果 (mg/L)
样品1工业废水 样品
加标样品
样品2地表水 样品
加标样品
样品3生活污水 样品
加标样品
5.7.6方法比对
选择标准溶液、地表水、生活污水、工业废水等不同类型的水样,采用钼酸铵分光光度法和流动注射分析法进行总磷方法比对测试,测试结果见表8。剔除相对误差大于15%的3组数据(因样品中悬浮固体较多,取上清液上机分析),经t 检验[19],总磷测定流动注射分)。 析法与钼酸铵分光光度法对水样的测定结果无明显差异。(t 0.05(8)=2.31,t=1.94<>
表8 与国标方法比对测试数据(总磷)
样品
磷酸二氢钾标准溶液(0.50
mg/L) 磷酸二氢钾标准溶液(0.20
mg/L)
流动注射法 mg/L
钼酸铵分光光度法
mg/L
相对误差(%)
0.874 0.362 0.623 0.202 0.763 0.180 0.654 0.229 0.228 印染废水(悬浮固体较多)印染废水(悬浮固体少)化工废水(悬浮固体较多)化工废水(悬浮固体少)酒厂废水(悬浮固体较多)酒厂废水(悬浮固体少)生活废水(悬浮固体较多)生活废水(悬浮固体少)地表水(悬浮固体较多)地表水(悬浮固体少)5.8 结果计算与表示
制定的标准中采用校准曲线法来定量水样中的总磷的浓度。由于流动分析仪测量信号值和水样中的总磷(以P 计,mg/L)浓度一一对应关系可以是一次线性关系,也可以是二次线性关系。因此本标准未将校准曲线公式固定表达,仅提出若在曲线范围内,根据总磷的测定信号值(峰面积)在校准曲线上直接查出,若水样中的总磷浓度超出曲线范围,则水样总磷浓度的计算按照公式ρ=
ρ1×f 进行计算。(式中ρ为样品中总磷或磷酸盐浓度,ρ1为由
校准曲线计算出的总磷浓度,f 为稀释比)。
计算结果最多保留至小数点后3位。
5.9 质量控制和质量保证
5.9.1 空白试验
每批样品分析需至少做1个全程序空白,要求空白值不得超过方法检出限。 5.9.2漂移检查
仪器的漂移主要是受试剂的质量和系统所处的环境条件影响。另外一些硬件(例如蠕动管泵、检测器受热、灯的状态、清洗程度等等)也会影响到漂移。
漂移检查用来检查校准曲线的有效性。具体可采用校准曲线的在中间浓度点,在进行样品分析时,每10个样品做一次标准检查,要求运行期间,测定值与标准值的相对偏差应小于5%,否则,则应重置校准曲线,再进行样品分析。 5.9.3 相关性检验、精密度控制、准确度控制 5.9.3.1 相关性检验
校准曲线的相关系数γ≥0.999 。 5.9.3.2 精密度控制
每批样品分析必须做10%的室内平行双样,样品较少时,每批样品应至少做一份样品的平行双样。总磷浓度<0.02mg>0.02mg>
测定平行双样的相对偏差符合规定质控的要求,最终结果以双样测试值的均值报出。若双样测试值超过规定允许差时,在样品保质期内,增加测试次数,取连续两次经检验合格的测试均值报出。 5.9.3.3 准确度控制
采用标准物质或质控样品作为准确度控制手段。每批样品分析应带有一个已知浓度的质控样品,实验室自行配制的质控样测试结果应控制在90%~110%,标准物质测试结果应控制在95%~105%。实验室自行配制的质控样,要注意与国家标准物质的比对。
每批样品分析必须做10%的加标回收样(MS ),加标浓度为原样品浓度的0.5倍~2倍,加标后的总浓度不超过方法的测定上限浓度值,加标回收率应在80~120%之间。 5.9.4 做焦磷酸钾溶液和吡哆醛溶液的回收率,以检查水解和紫外消解是否工作正常。 先用标准溶液校准系统。然后,平行分析测量范围中间浓度配制的焦磷酸钾溶液和磷酸-5-吡哆醛溶液(5.16)及磷酸二氢钾标准溶液(5.12)。测定的回收率应大于90%。回收率计算公式:m/n*100%,其中,m 表示焦磷酸钾溶液或磷酸-5-吡哆醛溶液的测定结果,n 表示磷酸二氢钾标准溶液的测定结果。
5.10 注意事项
5.10.1 分析过程中,应注意脱气管的状态,一旦产生渗漏,须及时更换。
5.10.2 如果在峰形的顶部发现有空气泡,更换加热器、阀和UV 灯之间连接头内的所有O 型圈。更换阀内的O 型圈,检查是否有管线发生皱褶。
5.10.3 确认样品的中心部分被注入分析非常重要,应通过实验严格控样品到阀时间,可通过运行食品染料来检查方法的时间参数设置是否正确(消解试剂管线放入染料水中,用染料测量“样品到达第一个阀”的时间)。若发现到阀时间发生较大变化,一般是由管路堵塞所引起(堵塞点多在peak 管或消解模块管线中),应及时疏通。
5.10.4 若单个样品出现折射指示(折射指示指在分析物峰的前面出现小的负峰),一般由样品酸度过大引起,应调pH 值至中性后,重新测定。
5.10.5预处理加热器在加热温度接近80℃时,必须保证加热器中管路中有液体流动。 5.10.6 保持环境温度在25℃左右,可以获得最佳实验结果。 5.10.7本方法所用泵管需使用PVC 管。
6. 方法验证
6.1 方法验证方案
6.1.1参与方法验证的实验室、验证人员的基本情况。
本方法验证单位通过筛选确定,分别选择在国内南方、北方5家使用流动分析仪较早、有丰富实践经验的单位进行验证工作。
参与方法验证的实验室有北京市环境保护监测中心、南通市环境监测中心站、江苏省海洋水产研究所、苏州市自来水公司水质检测中心、南昌市环境监测站组成,在区域和水平上有代表性,以上实验室分析人员均具有中等以上操作水平和实验经验,实验设备符合方法要求。
6.1.2方法验证方案
按照HJ 168的规定,组织5家以上有资质的实验室进行方法验证。选择反应原理同国标的流动分析仪。
验证工作主要内容有方法检测限、测定下限、方法精密度及准确度的试验。
(1)方法检出限的测定:按照样品分析的全部步骤,对浓度值为估计方法检出限值2~5倍的样品进行7次平行测定。计算7次平行测定的标准偏差,计算方法检出限。
(2)精密度的验证:各验证实验室采用在测定下限附近取高中低3种不同浓度的样品平行测定6次,分别计算不同浓度样品的平均值、标准偏差、相对标准偏差。
(3)准确度的验证:各验证实验室使用国家有证标准物质(两种浓度,统一发放)进行分析测定确定准确度,对实际样品进行(验证单位自行采样不同类型的样品)加标分析测定确定准确度,每个样品平行测定6次,分别计算不同浓度实际样品的平均值和加标回收率。
6.2 方法验证过程
(1)按照方法验证方案准备方法验证报告表,和标样一起统一分发各验证单位。 (2)与验证单位确定验证时间。要求在方法验证前,参加验证的操作人员应熟练掌握方法原理、操作步骤;方法验证过程中所用的试剂和材料、仪器和设备及分析步骤应符合方法相关要求;进行数据记录、处理;最后按HJ 168的要求完成方法验证报告。
(3)《方法验证报告》见附一。方法精密度和准确度统计结果能满足方法特性指标要求。
7 标准实施建议
本标准规定的流动注射分光光度分析法,其适用于大批量样品的总磷分析,具有较高的灵敏度、良好的精密度和准确度。总磷模块,由于实现了在线消解,简化了方法预处理,减轻了分析人员的劳动强度,提高了方法的精密度。因此,可广泛应用于环境监测领域。通过本标准的制定,使我国环境分析方法中对于总磷的水质分析又多了一种选择,对于流动注射分光光度分析有一个统一的规范化的技术准则和依据,从而推动我国环境监测向智能化、自动化方向不断发展。
8 参考文献
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[14] GB 11893-89水质总磷的测定 钼酸铵分光光度法.
[15]ISO 15681-1 水质 流动分析(流动注射分析和连续流动分析)测定正磷酸盐和总磷 第一部分 流动注入分析法(FIA ).
[16] 美国环保局,水和废水检测的标准方法,EPA 600/R-93-100,1993年3月出版,方法365.1 磷 自动的比色法 抗坏血酸.
[17] 美国环保局,水和废水检测的标准方法,EPA 600/R-93-100,1993年3月出版,方法365.4 自动的带消解模块比色法测定总磷.
[18]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会。水和废水监测分析方法[M]。(第四版)。北京:中国环境科学出版社,2002.
[19]国家环境监测总站.环境水质监测质量保证手册[M],第2版.北京:中国化学工业出版社,2002.
[20]QuikChem 方法 10-115-01-3-A 流动注射方法在线过硫酸盐消解测定水中总磷. [21]QuikChem 方法 10-115-01-3-C 流动注射比色方法在线过硫酸盐消解测定总磷.
附一:
方法验证报告
方法名称:水质 总磷的测定 流动注射分析-分光光度法
项目主编单位: 苏州市环境监测中心站 验证单位:北京市环境保护监测中心、南通市环境监测中心站、江苏省海洋水产研究所、苏州市自来水公司水质检测中心和南昌市环境监测站
项目负责人及职称: 吕 清 高级工程师 通讯地址:苏州市三香路102号 电话: 051268338039 报告编写人及职称:吕 清 高级工程师 张敏 工程师 报告日期: 2010 年 02 月 19 日
1原始测试数据
1.1 实验室基本情况
附表1 参加验证的人员情况登记表
验证实验室 北京市环境保护监测
中心 南通市环境监测中心
站 江苏省海洋水产研究
所 苏州市自来水公司水
质检测中心
实验室号
1 2 3 4
姓名 华蕾 孙宇 李莉 应新梅 万夕和 钟非 徐益 赵辰 胡惠珍 涂晓彬
职称
高级工程师 助理工程师 工程师 助理工程师 副研究员 助理研究员 工程师 助理工程师 工程师 工程师
水质总磷的测定流动注射分析分
光光度法 验证方法名称
南昌市环境监测站
附表2 使用仪器情况登记表
验证实验室
北京市环境保护监测中心 南通市环境监测中心站 江苏省海洋水产研究所 苏州市自来水公司水质检测中心
南昌市环境监测站
规格型号
QC8500 QC8000 QC8500 QC8500 QC8000
仪器名称
全自动离子分析仪 全自动离子分析仪 流动注射分析仪 流动注射分析仪 流动注射分析仪
性能状况
正常 正常 正常 正常 正常
1.2 方法检出限、测定下限测试数据
附表3 方法检出限、测定下限测试数据汇总表 (原始数据) 单位:mg/L
1.3 方法精密度测试数据
5家验证单位在不同标准溶液浓度下的方法精密度数据分别见附表4、附表5和附表6。
附表4 精密度测试数据汇总表 (0.020mg/L原始数据) 单位:mg/L
附表5 精密度测试数据汇总表 (0.030mg/L原始数据) 单位:mg/L
附表6 精密度测试数据汇总表 (0.040mg/L原始数据)
单位:mg/L1.4 方法准确度测试数据
5家验证单位对2不同浓度水平的有证标准物质进行测定,测试数据分别见附表7、表8。5家验证实验室对实际样品进行加标分析,5家验证单位自选3个不同浓度的实际水样,每一个水样取平行双份,其中一份不加标准溶液,另外一份加入标准溶液(加标量为样品含量的0.5 ~ 2倍,但加标后的总浓度应不超过方法的测定上限浓度值)。每份平行测定6次。测试数据分别见附表7、附表8、附表9、附表10、附表11。
附表7 有证标准物质测试数据(原始数据) 单位:mg/L
测定值
附表8 有证标准物质测试数据(原始数据) 单位:mg/L
附表10 实际样品2加标测定数据汇总表(原始数据) 单位:mg/L
3 4 5
样品 加标样品 样品 加标样品 样品 加标样品
0.581
0.1470.3340.1950.4060.586
0.1500.3330.1980.4040.585
0.1490.3410.2020.4120.579
0.146/ 0.200/ 0.579
/
/
/
1.09/ 附表11 实际样品3加标测定数据汇总表(原始数据) 单位:mg/L
2方法验证数据汇总
2.1方法检出限、测定下限汇总
附表12方法检出限、测定下限汇总表
实验室号
试样
检出限
测定下限
0.016 0.004 0.008 0.012 0.008
0.004 0.001 0.002 0.003 0.002
1
2 3 4 5
结论:5家实验室验证结果表明,本标准的检出限为0.004 mg/L,测定下限为0.016 mg/L。
2.2方法精密度数据汇总
附表13精密度测试数据汇总表
结论:5家实验室验证结果表明,本标准精密度能够满足相关要求。
2.3 方法准确度数据汇总
附表14 标准物质测试数据汇总表
结论:5家实验室对浓度为0.215±0.012mg/L的有证标准物质进行测定,最终误差(-0.47±4.8)
附表15 实际样品加标测试数据汇总表 样品1
实验室号
样品2
样品3
P i %
P i %
P i %
结论:5家实验室分别对3种不同类型的实际样品(地表水、生活污水、工业废水)进行加标分析测定,加标回收率分别为:90.0%~108%、95.5%~108%、92.3%~102%;加标回收率最终值:98.7%±6.4%、102%±5%、97.2%±4.0%。验证结果表明,加标回收率的结果能够满足测定要求。
3方法验证结论
5家实验室验证结果表明,方法的检出限为0.004mg/L,测定下限为0.016mg/L。方法具有较好的重复性和再现性。其加标回收率为90.0%~108%,能满足方法特性指标要求。
2时会出现折射指示(折射指示指在分析物峰的前面出现小的负峰)或双峰干扰,当ph>