关于ICP-AES测定污水中的总磷分析

　　摘要：ICP-AES法测定工业废水中的总磷，具有线性范围宽、便捷、快速、准确等特点，此法拓宽了磷的分析领域。
　　关键词：ICP-AES，污水，总磷，测定。
　　1引言
　　磷污染的主要来源于农药，化肥，洗涤剂，活性碳等行业的废水。水体中一部分还未降解的有机磷，经生物降解的过程中需要消耗水中的DO，因此提高了水的BOD。磷以PO43-的形态存于水中，容易被藻类吸收，造成藻类大量的繁殖；因此一遇到适宜的环境藻类就会爆发性的繁殖出现“水华”现象。死亡的水生生物在微生物作用下分解消耗氧，或在厌氧条件下分解，产生H2S使水质不断的恶化，而且分解后产生的磷沉积于水体底部，成为磷污染的内源。工业废水中磷的主要分析方法为离子色谱法，钼锑抗分光光度法与氯化亚锡还原光度法。离子色谱法存在检出限过高的缺陷。两种分光光度法具有灵敏度高的优点，因此最常被采用，同时该方法也存在着高压消解，进行浊度补偿，试剂需求种类多，容易于引起二次污染等不足的缺陷。引用ICP-AES测定污水中的总磷,该法具有线性范围宽、精密度高、结果准确的特点,在方法选择中，对入射波长、雾化压力、入射功率、提升量等分析条件进行了优选。并且与其他方法相比具有便捷、测定速度快,较为适用于工业废水中总磷的测定。
　　2实验部分
　　2．1仪器与试剂
　　仪器:IRIS/AP全谱直读等离子(水平炬管)光谱仪(美国TJA公司)；CID电荷注入式检测器;Digita1486计算机。
　　2．2试剂及标准溶液
　　去离子水(电阻率>10MΩ•cm,20℃)
　　HCl(GR);HNO3(GR);HClO4(AR)
　　中国环境监测总站制备的4280413总磷标样(0.413±0.018mg/L)
　　磷酸盐标液(50.0μg/ml以P计)：将优级纯磷酸二氢钾于110℃干燥2h,在干燥器中放冷。称取0.2197g溶于水,移入1000mL容量瓶,加(1+1)的盐酸10mL,用去离子水定容。
　　2．3仪器工作条件
　　仪器最佳工作条件见下表（表1）
　　
　　
　　表1仪器最佳的工作条件
　　功率
　　(W) 频率
　　(MHz) 雾化器压力105(Pa)
　　 积分时间
　　(s) 冷却气
　　(L/min) 辅助气(L/min)
　　 提升量
　　(mL/min)
　　1350
　　27.12 1.66 低波20
　　高波5 14 0.5 1.48
　　2．4样品分析
　　2．4．1样品处理
　　取水样25mL于150mL锥形瓶，投入数粒玻璃珠，加入2mL硝酸，在电热板上加热浓缩至10mL，冷却。加入3mL硝酸,再加热浓缩至10mL，冷却。加入0.5mL高氯酸,加热至冒白烟取下，冷却。加入盐酸(1+1)1mL和去离子水5mL，微热溶解,冷却过滤，用去离子水少量多次洗涤,定容于25mL容量瓶。
　　2．4．2校准曲线的制备
　　分别移取0.00、0.10、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00、20.00mL标液于锥形瓶中,添加去离子水至25mL,用与样品同样的方法处理后定容于25mL容量瓶,校准曲线浓度系列分别为:0.00、0.20、1.00、2.00、4.00、10.00、20.00、40.00mg/L。
　　3结果与讨论
　　3．1分析线的选择
　　实验结果表明,磷的213.6nm谱线在各分析线中发射强度最大,且无其他谱线的干扰,故选为分析线。
　　3．2雾化压力的选择
　　在其它条件不变的情况下，随雾化压力的增大,谱线强度有所下降。为延长磷在通道中的电离，激发时间，提高分析灵敏度，选取1.66*105Pa较低雾化压力。
　　3．3入射功率的影响
　　入射功率是ICP-AES分析中的重要条件之一，它直接影响分析谱线的信噪比和检出限。
　　磷213.6nm谱线随入射功率的增大,其信噪比有所下降。由于磷的激发能较高,故选取入射功率为1350W,以确保磷能被充分激发,同时又具有较佳的信噪比。
　　3．4提升量的影响
　　实验表明,提升量低于1.48mL/min时,谱线强度随提升量的增加而增强。当大于1.48mL/min时,磷的谱线的强度基本保持不变,故选择提升量为1.48mL/min。
　　3．5元素的线性范围
　　校准曲线的线性方程为y=0.0486+8.1652x(mg/L),r=0.9998,表明磷的213.6nm谱线在0—40mg/L的浓度范围具有良好的线性。
　　3．6元素干扰
　　实验结果表明,样品中存在300.0mg/LK、Na;40.0mg/LCa;20.0mg/LMg;10mg/LCu、Fe;1mg/LPb、Cd、Ni时,对低于40mg/L磷测定的相对误差小于2%。
　　3．7方法的检出限、精密度
　　3．7．1检出限
　　在给定仪器工作条件下，对空白溶液及曲线低标溶液各进行10次测定，计算其标准偏差，检出限根据以下公式求出,为0.02mg/L。
　　
　　其中:DML——检出限;Stdv——空白的标准偏差;MINcon——曲线低点的浓度值;Netintensity——曲线低点的谱线强度与空白样强度之差
　　3．7．2精密度
　　精密度以电化口污水(1)及其加标样品进行10次测定,RSD分别为1.03%和1.48%。
　　3．8方法的准确度
　　3．8．1标样对照
　　以中国环境监测总站标样4280413进行10次测定,其结果(均值)为0.420mg/L,在推荐值0.413±0.018mg/L置信区间范围内。
　　3．8．2回收率
　　为了验证该方法的可靠性，我们进行了加标回收实验，元素的回收率都在91.3%—104.0%之间。通过10次平行测定，RSD分别为1.03%—1.48%之间，说明本法具有较好的准确度和精密度，符合分析要求。样品的回收率测定见表3。
　　表3样品的回收率测定
　　样品 测定液已知量(mg) 标准加入量(mg) 加标后测定值(mg) 回收率(%)
　　变性淀粉厂废水(1) 0.272 0.1 0.369 97.0
　　变性淀粉厂废水(2) 0.08 0.1 0.179 99.0
　　电化口废水(1) 0.867 0.4 1.246 94.8
　　电化口废水(2) 0.513 0.4 0.878 91.3
　　
　　3．9方法要点
　　a.在测定前,应使光路系统处于全氩状态。
　　b.要适当地提高入射功率、降低雾化压力,确保磷能充分激发。
　　c.样品的介质应尽可能采用盐酸或硝酸,降低试液的粘滞系数,提高雾化效率。
　　4结论
　　综上所述，可看出运用ICP-AES测定工业废水中的磷,介质干扰小、检出限能满足需求、操作简便、精密度高、结果准确,完全可适用于工业废水中总磷的测定。
　　参考文献
　　[1]姚丽珠，吕振波，陈若梅.吸光光度法测定催化剂中磷含量.理化检验,1999,35(5):220,222
　　[62]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].中国环境科学出版社,2002.10