微波消解钼酸铵分光光度法快速测定水和废水中总磷的方法探讨_图

1、58福建化工2005年第4期微波消解一钼酸铵分光光度法快速测定水和废水中总磷的方法探讨杨闽英(福清市环境监测站,福建福清350300摘要:微波消解技术是近年发展起来的一项新的样品前处理技术。和传统消解方法相比.它具有节能快速、操作简便、消解完全等特点。本文采用微波消解的方法洲定不同类型的含磷水样,并与国家标准中的高压蒸汽消解方法进行对比洲定,结果表明,两种消解方法测定结果无显著性差异,具有良好的精密度和准确度。关键词:微波消解总磷水样测定1前言微波消解技术是近年发展起来的一项新的样品前处理技术。它最主要的优点是样品消解效率高,速度快,耗时少。微波是一种电磁波,它能使样品内的微观粒子在高频交变电

2、磁场的作用下,发生振动,相互碰撞、摩擦,产生介电极化,将微波能直接引入样品内部,转化为热能。微波加热是内部深加热,加热速度非常快。水中磷的含量是评价水体富营养化程度的重要指标之一。目前,实验室对水体中总磷含量的测定,仍采用国家标准方法(GBll89389,钼酸铵分光光度法。但国家标准方法中所采用的高压蒸汽消解过程,存在操作繁琐、热效率低、耗时长等缺点。本文基于微波消解的特点,采用微波消解方法对测定水中总磷含量的不同类型水样进行分析实验,并与国家标准(GBll89389中的测定方法对比,结果表明,微波消解法与传统消解法相比,具有操作简便、高效快速的特点,测定结果无显著性差异,具有良好的精密度和准

3、确度。2实验部分2.1仪器高压蒸汽消毒锅WD900B型微波炉7230型分光光度计50mL(磨口具塞刻度管150mL锥形瓶2。2试剂5%过硫酸钾溶液:溶解59过硫酸钾于水中,并稀释至100mL;硫酸:密度为1.849/mL,分析纯j磷标准贮备溶液:每毫升含50.吼g磷(以P 计;磷标准使用溶液:每毫升含2.00越磷(以P 计。使用当天配制;钼酸铵溶液:500mL水溶液中含有139钼酸铵,0.359酒石酸锑钾,300mL(1+1硫酸;10%抗坏血酸溶液:溶解109抗坏血酸于水中,并稀释到100mL。如颜色变黄,则重配。2.3样品考虑到实际水样的复杂多样性,不同污染程度的水样消解水平不同,分别选择不

4、同类型的水样,进行对比实验。总磷标准样品(P,mg/L:0.1690.012;地表水(取东张水库出口水样;地表水(取虎溪旧水厂取水口水样;福建化工2005年第4期59畜禽养殖污水(取光阳养猪场氧化塘出口水准确吸取适量水样(总磷含萤不大于30昭,样;水量不大于25mL,并加水稀释至25mL,于生活污水(取冠捷电子公司生活污水处理设150mL锥形瓶中,依次加入5mL5%过硫酸钾溶施出口水样。液,lmL(3+7硫酸溶液,数粒玻璃珠,在锥2.4方法原理形瓶口上加一小漏斗,放置微波炉内加热消解,利用强氧化剂过硫酸钾加热消解水样,将水冷却后,调节水样PH值至中性,移入50mL具塞样中各种形式的磷全部氧化为

5、正磷酸盐。在酸性刻度管中,加水至50mL后按国家标准方法比色条件下,正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑钾反应,测定。生成磷钼杂多酸,被还原剂抗坏血酸还原成蓝色3结果与讨论络合物,用分光光度计比色测定。3.1微波消解条件的选择微波消解水样的工作原理与传统的加热方法对于常压敞口微波消解,在常压和微波额定不同。它不是利用热传导使水样从外部受热分解,功率条件下,消解时间和样品数量直接影响到消而是利用微波辐射从样品内部进行加热,在不改解效果。在室温为25C时,经过多次组合实验,变化学反应机理的基础上达到高效快速消解的目设置微波功率为900W,在微波炉内同时放置6个的,由于热量几乎不向外部传导,所以热效率非样品。

6、做不同类型水样的消解时间对比实验。结常高。而且利用微波能将试样充分混合,激烈撞果表明,当微波加热时间为150s时,对于高浓度击,促进消解液与样品较好地接触,具有消解快含磷水样,消解不完全,测定结果偏低。加热时速、节约能源、降低分析人员劳动强度等优点。间180s时,测定结果令人满意。不同消解时间25样品的测定的实验测定结果见表1。25-1高压蒸汽消解法测定(以下简称国标法实验显示,加热时间为150s时,样品内溶液按国家标准方法(GBll893-89规定步骤开始沸腾,为防止加热时间过长,引起水样溶液测定。暴沸,造成样品外溢,本次实验选择消解加热时252微波消解法测定(以下简称微波法间为180s。表

7、1微波加热时间(s与测定结果(mL】3.2工作曲线的绘制按国家标准方法规定取系列磷标准使用溶液,数据见表2、表3。从表2、表3中可以看出,两种测定方法所得表2礴含量C旭与吸光度60福建化工2005年第4期3.3空白对比实验分别按两种测定方法做六次平行空白样。光度数据见表4。从表4中可以看出,两种测定方法所得空白吸值均在实验室总磷空白质控的允许范匿内。表4两种测定方法六次平行空白值(吸光度3.4不同类型水样的对比测定结果及精密度、准确度检验分别按两种测定方法对不同类型的水样做六次平行测定。测定结果见表5。表5不同类型水样的对比测定结果对不同类型的水样用微波法进行加标回收实表6加标回收测定结果福建

8、化工2005年第4期6l从表5中可以看出,对不同类型的水样,两种消解方法的测定结果无显著性差异。利用微波法对标准样品的6次测定结果与标准值进行比对,其测定值均在规定的范围内。从表5及表6中可以看出,微波消解不同类型的水样,其测定结果的相对标准偏差均4%,加标回收率在97106%,说明微波消解法测定具有良好的精密度和准确度,能够满足实验室分析要求。3.5两种消解方法的耗时比较综上所述,微波消解与高压蒸汽消解均能满足实验室的分析要求。按两种测定方法做六次平行空白实验,预处理过程耗时统计见表7。从表7中可以看出,微波消解较高压蒸汽消解不仅缩短了加热时间,而且由于在常压下进行加热消解,也节省了消解后的

9、水样冷却时间,大大提高了实验室的工作效率。表7平行空白实验预处理过程耗时统计4注意事项(1由于受实验室仪器条件的限制,本次偿试性实验所使用的微波炉为民用普通微波炉,在今后的推广应用中,建议使用实验室专用微波炉,规范实验室质控管理。(2对于本次实验样品,均控制相同的消解条件,在常温、常压和微波额定功率条件下,每次置于微波炉内加热的水样数量相同。(本次实验设置6个水样同时置于微波炉内,当样品量少于6个时,使用蒸馏水代替水样完成加热过程。5结论(1作为反映偶然误差的精密度和反映系统误差的准确度,是评价测定方法的重要指标。本文通过对不同类型的水样进行两种消解方法的对比测定,结果表明,微波消解法与传统消

10、解法相比,测定结果无显著性差异,具有良好的精密度和准确度,可以做为国家标准(GBll89389中高压蒸汽消解的替代方法。(2随着科学技术的发展和实验室工作效率的提高,方法标准的水平也在不断提高,传统、老式的试验方法正逐步被先进的科学的新方法所代替。标准中规定的水测定方法也需要和可能被更加便捷、更加科学、更加节省的方法所代替,微波消解技术适应和具备了这种需要和可能。(3微波消解技术所具有的操作简便、高效快速的独特优点,显示了它在分析化学中的巨大潜力,值得实验室推广和应用。参考文献1中华人民共和国国家标准.GBll89389水质总磷的测定钼酸铵分光光度法.2中华人民共和国行业标准.HI/Tgt一2

11、002地表水和污水监测技术规范.3国家环境保护总局蝙委会.水和废水监测分析方法(第四版.北京:中国环境科学出版牡2002,246248. 微波消解-钼酸铵分光光度法快速测定水和废水中总磷的方法探讨作者:杨闽英作者单位:福清市环境监测站,福建,福清,350300刊名:福建化工英文刊名:FUJIAN CHEMICAL INDUSTRY年,卷(期:2005,(4被引用次数:2次参考文献(5条1.GB 11893-1989.水质总磷的测定钼酸铵分光光度法2.HJ/T 91-2002.地表水和污水监测技术规范期刊论文-3.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 20024.向军压

12、力自控密闭微波消解和高温高压消解技术测定水中总磷量的对比研究 2003(zk5.孙晓娟微波消解-分光光度法测定石油化工循环水中总磷期刊论文-分析化学 2001(09相似文献(10条目的建立微波酸消解-原子吸收法测定粽叶中铅、镉、铜、锌、锰、镍、铬7种金属元素的检测方法,为制定食品包装用粽叶的食品卫生标准提供依据.方法采用微波消解法和干灰化法分别处理不同称样量的粽叶样品以及两种标准物质(GBW07604杨树叶和GBW07605茶叶,用原子吸收光谱法测定上述金属元素的含量.结果优化了微波酸消解样品前处理方法、样品量以及仪器测定条件,本方法对上述7种金属元素的检测限分别为0.58g/L、提出了微波密

13、闭消解难分解Rh、Ir粉及其合金、冶金物料、碎化砂矿的新方法;对比了它们的微波密闭消解和传统分(消解法的条件;分析了消解后Rh、Ir、Pt、Pd和Au的含量.结果表明:上述各类物质对应消解时间分别为传统法的1/961/67、1/241/5、1/481/16和1/2,无论分析方法随微波密闭消解法的建立而改变与否,总分析流程均大大缩短;2种方法测得贵金属的含量基本吻合.利用光纤压力自控微波密闭消解技术,分析样与浓硝酸、高氯酸和氢氟酸充分混合,在固定微波输出功率650 W情况下,采用0.5 MPa 3 min、1.0 MPa 2 min、1.5 MPa 1 min阶梯升压方式快速分解,减少了分析液引

14、入污染的机会,简便、快速、准确;采用正交试验,优选出最佳消解体系,方法的检出限0.60g/cm3,相对均方差(RSD为1.02%1.40%,回收率(CV97.86%104.26%,用于粮食与饲料中铜的测定,结果十分满意.利用光纤压力自控微波密闭消解技术,在固定微波输出功率及阶梯升压方式加热、加压条件下,分析样与混酸充分混合,快速分解,减少了分析液引入污染的机会,简便、快速、准确;采用正交试验,优选出最佳消解体系,方法的检出限0.10ng/cm3,RSD%为0.52%1.74%,CV%97.00%108.00%,用于食品中镉的测定,结果十分满意.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

15、中总磷.研究了消解管路的长度和内径,消解剂的种类和微波功率等实验参数的影响.每小时可分析2025个水样,方法的测定精度为RSD=1.5%(n=10,废水样品中总磷的测定结果与德国标准分析方法一致.目的 一次消化可同时测定多种微量金属元素,提高工作效率,以满足检验检疫系统快速、高效、准确的要求.方法 通过测试、分析确定花粉中6种微量金属元素Fe、Cu、Zn、Mn、Pb、Cd测定的最佳消解方法和最佳测定方法.即:原子吸收法(AAS-湿式消解法和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES-微波消解法分析比较.结果 在选定的实验条件下,ICP-AES-微波消解法各元素的回收率为97.2%104.1%,变异系数