废水中总磷测定方法的研究

Posted 2023-01-13 溶液

篇首语：究竟什么是真理？——不可驳倒的谬误便是。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了废水中总磷测定方法的研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

磷在自然界中以各种磷酸盐形式存在，磷对湖泊、水库、海湾等封闭性水域或流速迟缓的河流“富营养化"过程具有特殊作用。在这个过程中，水体中由于藻类过度繁殖和腐烂分解，消耗水中溶解氧，对鱼类等水生生物的生长有害，并且使水体的透明度降低。“水体富营养化"是湖泊等水体走向“衰亡"的重要标志。目前一般中小城市的污水处理厂采用二级污水处理，出水中氮、磷含量并不能达到地面水排放标准，尤其在工业循环水中，为了灭菌、缓蚀，还要加入一种含有机磷的水质稳定剂。因此，对水体中总磷的测定非常必要。目前工业循环水总磷的测定方法中对消解后的水样没有调节pH值，本文在此基础上提出将水样调节pH值至中性，即在中性条件下显色测定，并对测定的相关环境参数进行试验，确定了最佳试验条件。试验可用下面两步概括：第一，把待测的磷的形式转化成可溶性正磷酸盐。本文采用硝酸-高氯酸体系在酸性条件下对水样进行消解。第二，在中性条件下比色法进行测定。本文用抗坏血酸作还原剂，用分光光度计进行比色。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
7220型分光光度计。
磷标准溶液0.5mg.mL-1：称取0.7164g磷酸二氢钾(预先干燥并已质量恒定)，溶于500mL水中，定量转移至1L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。磷标准溶液0.02mg.mL-1：取4.00mL的0.5mg.mL-1磷标准溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，注意使用时应当天配制。抗坏血酸溶液20g.L-1：称取0.100g乙二铵四乙酸二钠，溶于100mL水中，加入4.00mL甲酸，用水稀释至250mL，混匀，贮存于棕色瓶中。钼酸铵溶液26g.L-1：称取6.4927g钼酸铵，0.2501g酒石酸锑钾溶于100mL水中，加入115mL(1+1)硫酸溶液，混匀，冷却，用水稀释至250mL，摇匀，贮存于棕色瓶中。
1.2 试验方法
取约20mL水样于50mL锥形瓶中，加入2mL硝酸，1mL高氯酸，用蒸馏水调节至体积约25mL，在通风橱内带有石棉网的电炉上加热消解，至水样冒白烟，待白烟冒尽，水样体积剩下约1～2mL时，冷却，调节pH值至中性。定量转移至50mL容量瓶中，然后依次加入2.0mL钼酸铵溶液，3.0mL抗坏血酸溶液，摇匀，室温下放置10min，以试剂空白为参比，用1cm比色皿，于710nm波长处测其吸光度。本文确定的最大吸收波长基于溶液中的pH值较高，溶液颜色带有黄色成分，使波长发生外移。
2 结果与讨论
(1)吸收曲线。取6mL0.02mg.mL-1磷标准溶液于50mL锥形瓶中，按1.2试验方法处理水样，在不同波长处测其吸光值，并绘制吸收曲线，见图1。试验结果表明，在710nm波长处，ΔA最大，选取710nm为测定波长。

(2)水样的消解与pH值调节。在工业循环冷却水中，总磷的标准测定方法未对水样进行pH值调节，如果酸度过高会导致磷钼酸盐分解，从而使测定结果偏小。本文取20mL水样于锥形瓶中，按下表所示进行试验，并加入酚酞指示剂1滴，滴加NaOH溶液至呈微红色，滴加1moL.L-1H2SO4溶液使微红刚好褪去，充分混匀，使pH值为中性左右。本试验通过几组试验对比以比较消解前后水样的不同，见表1。试验表明，水样经消解，且调节pH值至中性后，其吸光度较未消解水样或未调节pH值的水样要大。本文加入2mL硝酸，1mL高氯酸对水样进行消解，并调节水样的pH值至中性。
(3)还原剂的选择。采用过硫酸钾法对水样进行消解是一种较为简单的方法，但此方法并不能完全将水样中的有机物氧化而释放出来，会导致结果偏小。硫酸肼、抗坏血酸均可作为磷钼杂多酸的还原剂，使用硫酸肼时吸光度不太恒定，测定范围较窄且需加热，显色需时较长，误差较大，这点可从2.6准确度试验看出；用抗坏血酸还原显色时吸光度恒定，结果较精确、稳定，而且在配制溶液过程中加入一定量甲酸，能延长保存时期，避免现用现配不利于连续操作的麻烦，但溶液中如有沉淀，则不能使用，需重新配制。因此，本文选用抗坏血酸作还原剂。
(4)显色时间选择。显色反应速度很快，吸光度在3～30min内基本保持恒定，本文选用10min。
(5)工作曲线。取50mL锥形瓶若干，以试剂空白作参比，按1.2试验方法测其吸光度，以吸光度对浓度绘制工作曲线。回归方程F=0.21C(mg.mL-1)-0.015，r=0.9955，显色剂用量增大，线性范围增加。
(6)分析方法的准确度试验。用标准溶液配制一个已知含量的溶液，用硫酸肼分别平行测定。试验结果表明，以抗坏血酸作还原剂，其测定结果偏差较小，准确度较高，结果见表2。