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水中磷酸鹽含量的測定是環(huán)境監(jiān)測和水質(zhì)評價中的常規(guī)項目。在眾多分析方法中,鉬藍分光光度法因其操作相對簡便、設(shè)備要求不高、結(jié)果穩(wěn)定可靠,成為國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的一種經(jīng)典方法。這種方法尤其適合在實驗室甚至部分現(xiàn)場條件下進行批量水樣的快速分析。常用儀器儀實驗室磷酸鹽檢測儀為主。 它的基本原理并不復雜,核心是利用磷酸鹽離子在酸性環(huán)境中,能與鉬酸銨試劑發(fā)生化學反應(yīng),生成一種黃色的磷鉬雜多酸絡(luò)合物。隨后,在還原劑(常用的是抗壞血酸或氯化亞錫)的作用下,這種黃色絡(luò)合物被還原,轉(zhuǎn)化為一種強度很高的藍色絡(luò)合物,專業(yè)上稱為“磷鉬藍”。藍色的深淺程度,與水樣中磷酸鹽的濃度直接相關(guān),并且在一定濃度范圍內(nèi)服從朗伯-比爾定律。換句話說,濃度越高,生成的藍色就越深。我們通過分光光度計,在特定的波長下(通常是880納米或700納米左右)測量這種藍色溶液的吸光度,再將測得的數(shù)據(jù)與預(yù)先用標準溶液繪制好的校準曲線進行對比,就能準確計算出水樣中磷酸鹽的含量。 雖然原理聽起來直接,但要想獲得準確的數(shù)據(jù),實際操作中有不少細節(jié)需要嚴格把控。首先是試劑配制,鉬酸銨溶液、酸度以及還原劑的新鮮度和純度都非常關(guān)鍵。試劑配制不當或存放過久,是導致空白值偏高和結(jié)果不穩(wěn)定的常見原因。其次是水樣的預(yù)處理。如果水樣渾濁或有顏色,必須進行過濾或脫色處理,否則會嚴重干擾吸光度的測量。對于含有大量有機磷或復雜基質(zhì)的水樣,有時還需要進行強氧化消解,將其他形態(tài)的磷轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽后才能測定。 在具體操作時,一個常見的干擾來自硅酸鹽。硅酸鹽也能與鉬酸銨生成類似的雜多酸,并被還原為藍色,從而造成正誤差。解決的辦法通常是控制酸度,在較高的酸度下(例如硫酸濃度達到0.4 mol/L以上),硅的干擾會顯著減小。另外,砷酸鹽也會產(chǎn)生類似的干擾。加入適量的酒石酸銻鉀作為催化劑,可以在一定程度上提高方法的抗干擾能力和顯色靈敏度,這種方法也常被稱為“磷鉬銻藍法”。 測量過程本身需要耐心和細心。包括空白實驗、平行樣測定以及標準曲線的定期校驗都必不可少。標準曲線必須在與樣品測定完全相同的條件下繪制,并且每次更換試劑或儀器有較大變動時都應(yīng)重新繪制。分光光度計的比色皿必須保持潔凈,指紋或污漬都會引入誤差。 總體而言,鉬藍分光光度法歷經(jīng)數(shù)十年依然是磷酸鹽分析的主力方法,這充分證明了其方法的成熟與實用性。它很好地平衡了成本、效率與準確性,能夠滿足從地表水、飲用水到一般工業(yè)廢水的日常監(jiān)測需求。
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