ISO 水质测定正磷和总磷 FIA

1、PAGE PAGE 25国际标准 ISO 15681-1 第一版 2003-12-15水质流动分析法（流动注射分析法和连续流动分析法）测定正磷酸盐和总磷第一部分：流动注射分析法水质流动分析法（流动注射分析法和连续流动分析法）测定正磷酸盐和总磷第一部分：流动注射分析法（FIA）1 概述ISO 15681的这一部分将详述流动注射法（FIA）测定正磷酸盐和总磷，该方法测定正磷酸盐的质量浓度范围为0.01mg/L（P）1.0mg/L（P）；测定总磷时，在按照ISO 6878手工消解之后，质量浓度范围为0.1mg/L（P）10mg/L（P）。本方法的定量范围可以根据具体操作环境而发生改变。ISO 156

2、81的这一部分可应用于各种水样中正磷酸盐和总磷的测定，包括地下水、地表水、饮用水、渗漏污水和废水。这一方法同样可以用于分析海水，但是方法的灵敏度会发生改变，测定过程中还必须调整载流和参比溶液的盐度使其与样品的盐度相近。2 参考标准以下参考文献是在使用本标准时的必备文献。ISO 3696，分析实验室用水说明书和测试方法ISO 5667-1，水质样品第一部分：取样方案设计指导ISO 5667-2，水质样品第二部分：取样方法指导ISO 5667-3，水质样品第三部分：水样保存与整理指导ISO 6878：-（未发行），水质磷的测定钼酸铵分光光度法ISO 8466-1，水质分析方法线性方程的校准与评价以

3、及相关系数的评估第一部分：线性方程的统计计算3 干扰3.1 通用干扰ISO 6878: ，附录B列出了一系列通用的干扰物质。下列所列物质是对其的补充和一些修正。a）砷酸盐会引起一系列干扰。以砷酸盐形态的砷含量100 g/L产生的响应与大约30 g/L P等同。b）如果样品中硅酸盐浓度小于60倍的磷浓度，其干扰可被忽略。c）氟化物浓度大于50 mg/L时会产生较大影响。d）大于5 mg/L的亚硝酸盐会有明显影响。该干扰可以通过对收集后的水样进行酸化来消除干扰。e）当水样中含有大量氧化剂时，加入还原剂后就不能完全消除影响。建议在消解前消除氧化物质。f）样品的自吸可以通过测定来补偿。自吸产生的吸光度

4、通过测定不加入任何试剂的样品得出结果。用两个测定结果相差来进行估算（见第9节）。3.2 测定总磷时的干扰物质硅酸盐、亚硝酸盐、氟化物和铁离子等这些对正磷酸盐测定产生干扰的物质对总磷的测定不产生干扰。这是因为测定前的消解和较宽的测定范围。但是样品的消解效率会对测定结果产生影响。这种情况在化学需氧量（COD）大于10倍浓度的标准溶液（5.16）时表现最为明显，这是需要将样品稀释再进行测定。4 原理4.1 测定正磷酸盐样品被注射进载流之后与酸性钼酸铵溶液混合，生成的磷钼酸被氯化亚锡（）还原成磷钼蓝。4.2 人工消解总磷检测样品中磷的各种化合物被过硫酸钾溶液消解，具体操作过程见ISO 6878。结果产

5、生的正磷酸盐通过磷钼蓝反应测得。5 试剂除特殊提到外，所有的试剂均为分析纯。磷酸盐的空白值需要在实验前进行确定（见8.3）。载流和其他试剂在流动注射法测定前均需要脱气处理，例如通过真空过滤或者通入氦气（至少10分钟）。5.1 水，严格按照ISO 3696的一级标准。5.2 硫酸，H2SO4。5.2.1 硫酸（），= 1.84 mg/L；98%（质量分数）。5.2.2 硫酸（），c（H2SO4）= 2.45 mol/L。向大约800 mL 水（5.1）中边搅拌边加入136 mL硫酸，待冷却后用水（5.1）定容至1000 mL。5.3 四水合钼酸铵，（NH4）6Mo7O244H2O。5.4 硫酸肼

6、，N2H6SO4。5.5 二水合氯化亚锡，SnCl22H2O。5.6 过硫酸钾，K2S2O8。5.7 磷酸二氢钾，KH2PO4，在1055下加热至恒重。5.8 焦磷酸钾，K4P2O7。5.9 有机磷化合物，用于检验消解效率。5.9.1 一水合吡哆醛磷酸盐，C8H10NO6PH2O。5.9.2 磷酸苯二钠，C6H5Na2PO4。5.10 钼酸盐溶液（图A.1中R1）将35 mL硫酸（）（5.2.1）和10 g四水合钼酸铵（5.3）溶解于800 mL水（5.1）中，冷却后稀释至1000 mL。该溶液在室温下可以稳定存放3个月。5.11 氯化亚锡（）溶液（图A.1中R2）将28 mL硫酸（）（5.2

7、.1）、200 mg氯化亚锡（）（5.5）和2 g硫酸肼（5.4）溶解于800 mL水（5.1）中，冷却后稀释至1000 mL。储存在42的环境中。注释：N,N-二乙基亚硝胺（简称DEHA）也可作为硫酸肼（5.4）的替代物使用（附录D）。但是该试剂没有在附录B中的各实验室间进行结果比较。5.12 载流5.12.1 载流，用于正磷酸盐测定（图A.1中C1）载流为水（5.1）。5.12.2 载流，用于人工消解后总磷测定（图A.1中C1）。向100 mL水中加入5 mL硫酸（）（5.2.1），摇匀。5.13 正磷酸盐储备液 ，= 50.0 mg/L P。溶解220 mg1mg磷酸二氢钾（5.7）于水

8、中（5.1），定容至1000 mL。储存于密闭玻璃瓶中。该试剂在42的环境中可以稳定保存2个月。5.14 正磷酸盐储备液，=10.0 mg/L P。移取20mL正磷酸盐储备液（5.13）于100mL容量瓶中，用水（5.1）定容。该溶液现用现配。5.15 正磷酸盐储备液，=1.00 mg/L P。移取2 mL正磷酸盐储备液（5.13）于100mL容量瓶中，用水（5.1）定容。该溶液现用现配。5.16 标准溶液至少配制5个不同浓度的标准溶液，各个浓度均匀分布在定量范围之内。标准溶液的配制过程中根据需要稀释5.13到5.15的储备液。定量范围：对于正磷酸盐：范围：0.01 mg/L0.10mg/L

9、P 范围：0.10mg/L1.00mg/L P对于总磷： 范围：0.10mg/L1.00mg/L P 范围：1.00mg/L10.0mg/L P以上涉及到的浓度范围中配制10个标准溶液的方法数据见表1-3。表1 正磷酸盐浓度范围（0.01mg/L0.10mg/L P）的10个标准溶液的配制移取正磷酸盐储备液（5.15）稀释至100 mL，单位：mL12345678910标准溶液浓度，mg/L P0.010.020.030.040.050.060.070.080.090.10表2 正磷酸盐浓度范围和总磷浓度范围（0.1mg/L1.0mg/L P）的10个标准溶液的配制移取正磷酸盐储备液（5.14

10、）稀释至100 mL，单位：mL12345678910标准溶液浓度，mg/L P0.100.200.300.400.500.600.700.800.900.10表3 总磷浓度范围（1mg/L10 mg/L P）的10个标准溶液的配制移取正磷酸盐储备液（5.13）稀释至100 mL，单位：mL12345678910标准溶液浓度，mg/L P1.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.0标准溶液在使用后立即检测。5.17 水解和消解效率检验标准5.17.1 焦磷酸钾储备液，= 50.0 mg/L P。将533mg3mg焦磷酸钾（5.8）溶解于800 mL水（5.1

11、）中，稀释定容至1000 mL。储存于密闭玻璃容器中。该试剂在42的环境中可以稳定保存6个月。5.17.2 焦磷酸钾溶液，用于检验总磷浓度范围（0.1mg/L到1.0mg/L P）内水解效率，= 0.50mg/L P。用水（5.1）稀释0.5 mL焦磷酸钾储备液（5.17.1）和100 L硫酸（）（5.2.2）于100 mL容量瓶中。该溶液在42的环境中可以稳定保存1个月。5.17.3焦磷酸钾溶液，用于检验总磷浓度范围（1.00 mg/L 到 10.0 mg/L P）内水解效率，=5.00 mg/L P。用水（5.1）稀释0.5mL焦磷酸钾储备液（5.17.1）和100 L硫酸（）（5.2.2

12、）于100 mL容量瓶中。该溶液在42的环境中可以稳定保存1个月。5.17.4 有机磷储备液，= 100mg/L P。溶解856mg4mg一水合吡哆醛磷酸盐（5.9.1）于800 mL水（5.1）中，用硫酸（5.2.2）调节pH2，然后用水（5.1）定容至1000 mL。该溶液在42的避光环境中可以稳定保存3个月。5.17.5 有机磷溶液，用于检验总磷浓度范围（0.10 mg/L到1.00 mg/L P）内消解效率，=0.50 mg/L P。用水（5.1）稀释0.5 mL有机磷储备液（5.17.4）和100 L硫酸（）（5.2.2）于100 mL容量瓶中。该溶液在42的环境中可以稳定保存1个月

13、。5.17.6 有机磷溶液，用于检验总磷浓度范围（1.00mg/L 到 10.0mg/L P）内消解效率，= 5.00 mg/L P。用水（5.1）稀释5mL有机磷储备液（5.17.4）和100L硫酸（）（5.2.2）于100 mL容量瓶中。该溶液在42的环境中可以稳定保存1个月。5.18 清洗液溶解65 g氢氧化钠和6 g乙二胺四乙酸四钠（Na4-EDTA，C10H12O8N2Na4）于1000 mL容量瓶中，用水（5.1）定容至刻度。该溶液在42的环境中可以稳定保存1个月。6 仪器6.1流动注射分析法此系统一般包括以下主要部件（见图A.1.）6.1.1试剂瓶6.1.2低压蠕动泵6.1.3

14、合适的泵管，可选。6.1.4 注射器，具有一定的注射体积，范围为40 L640 L。6.1.5 毛细管，内径0.50.8 mm，具有化学惰性，用于连接。6.1.6 过滤器，具有纤维素膜。可用于稀释样品和消除杂质（一般正磷酸盐测定时常用）。6.1.7带有流通池的分光光度计，波长为650 nm10 nm。6.1.8数据处理单元，如记录仪、打印机和绘图仪。6.1.9 自动进样器，可选。6.2 附加设备6.2.1 容量瓶，包括100 mL、200 mL、1000 mL。6.2.2 移液管，包括1 mL、2 mL、5 mL、10 mL、20 mL和25 mL。6.2.3 烧杯，常用容量为25 mL、10

15、0 mL和1000 mL。6.2.4 带有纤维素膜的过滤器，滤膜孔径0.45 m。6.2.5 酸度计6.3 测定总磷时的附加装置6.3.1 高速搅拌器6.3.2 硼硅酸盐容量瓶（见ISO6878）。7.取样和样品保存按照ISO 5667-1、ISO 5667-2和ISO 5667-3进行取样。在使用前用水（5.1）清洗所有将与样品所用容器。对于低浓度的样品（如 0.1 mg/L 正磷酸盐-P）必须使用玻璃容器；对于高浓度的样品（如 0.1mg/L 正磷酸盐-P或者总磷）也可使用塑料容器。在测定正磷酸盐时，若果水样中杂质粒径大于0.1 mm，该水样在采集后，必须立即用孔径为0.45m的滤膜过滤，

16、并储存在42的环境中。过滤的目的是为了减少微生物反应，并且避免硫化物干扰和堵塞样品泵管（如果杂质粒径大于100m）。该水样最长保存时间为24 h。用于总磷测定的水样需在采样后立即用硫酸调节pH小于2。最长保存时间为一个月。用于总磷测定的水样如果含有粒径大于100 m的杂质也需要过滤（6.3.1）8 测试流程8.1 测试前准备安装流动注射分析仪测定正磷酸盐和总磷的流路（流路图见图A.1.）。泵入试剂至少10分钟后对基线进行调零。当基线平稳之后，仪器调试完毕。测定步骤依照8.28.5。8.2 仪器性能测试在该分析系统中，按照步骤8.1所示，配制正磷酸盐浓度为0.05 mg/L的标准溶液（5.16）

17、，其吸光度应至少为0.015 cm-1比色皿厚度。否则就说明该流路并不正常，应该对其做出相应的修改，使其符合这一要求。如果分光光度计（6.1.7）上不能直接获得吸光度值，这时就需要用常规分光光度计来读取吸光度值。具体操作为利用足量的样品和各种显色剂充分混合（见第五节），然后从分光光度计上读出其吸光度。0.01 mg/L的正磷酸盐标准溶液的信噪比应不小于3:1。8.3 试剂空白检测待基线平稳之后，向各个泵管泵入水（5.1），记录基线变化。如果吸光度降低值大于0.01，则说明试剂或者水（5.1）可能被污染。所以在测试前需要消除这些干扰。再次泵入所有的试剂（8.1）。也可交替的泵入无磷水（5.1）。

18、8.4 方法校准选择合适的定量范围，在这范围内平均选择至少五个点配制标准溶液（5.16），在每个定量范围内绘制出工作曲线。在开始检测前，按照仪器生产商的说明书设置基线或者自己校正基线。记录不同浓度标准溶液的吸光度值。利用标准溶液的吸光度和空白试剂的光度计算出扣除空白后的吸光度值。以ISO8466-1方法绘制工作曲线，在相同条件下检测标准溶液和水样。最后得出的响应值与正磷酸盐-P或者总磷的浓度呈一定的比例关系。具体方程如下（1）： （1）其中y 吸光度测量值，以仪器相关的单位表示。b 斜率，以仪器相关单位L/mg表示，方程参数。 正磷酸盐-P或者总磷的质量浓度，以mg/L。a 纵截距，以仪器相关

19、的单位表示。8.5 检验测定总磷时的消解效率焦磷酸钾溶液或者（5.17.2,5.17.3）和有机磷溶液或者（5.17.5,5.17.6）的浓度应选择在定量范围中间点位置附近，此时的回收率应至少达到90%。如果无法达到这一标准，需要按照ISO 6878进行更为严格的预处理。8.6测定对于待分析的样品，按照第七节进行预处理，具体测定过程与标准溶液（5.16）相同。如果样品浓度远高于所选择的定量范围，则在另外一个更高浓度的定量范围内进行计算或者稀释后测定。每一批样品（至少每20个样品）测定完成之后，需要用定量范围（8.4）高中低三个浓度的标准溶液进行验证。如果偏差太大则重新制作工作曲线。8.7 试验

20、结束按如下顺序清洗流路，关闭流动注射体系。在实验结束后用清洗液（5.18）清洗流路5分钟，之后再用水（5.1）清洗5分钟。9 结果计算用如下方程（2）计算样品的质量浓度： （2）其中各字母所代表意义与8.4中相同。在定量范围内根据上式计算样品浓度。不适用于超过工作曲线定量范围的样品浓度计算。10 结果显示实验报告结果仅有两个重要的数据。例如：正磷酸盐-P 2.710-2 mg/L正磷酸盐-P 0.42 mg/L总磷： 0.69 mg/L总磷： 2.9 mg/L11检测报告ISO 15681本部分的实验报告应至少包括以下内容：a）样品明细b）测定过程（FIA）c）样品预处理d）分析装置描述或者流

21、动分析法的实验条件e）检测结果，见第十节f）任何与ISO 15681本部分不一致的情况，或者有可能影响测试结果的任何条件变化。附录A流动注射分析法系统图A.1.是流动注射分析系统图例（见6.1）提示：蠕动泵，流速单位为mL/min用于样品引入的注射器 正磷酸盐-P的注入体积为：浓度范围（0.01 mg/L0.10 mg/L ）：300 L400 L浓度范围（0.10mg/L1.00mg/L ）：40L对于总磷： 浓度范围（0.10mg/L1.00mg/L）40L400L浓度范围（1.00mg/L10.0mg/L）10L40L反应环，l = 30cm，内径 = 0.5mm反应环，l = 60cm

22、，内径 = 0.5mm检测器，波长：700nm20nm废液C1 载流（5.12.1或5.12.2）：流速2.0 mL/minR1 钼酸盐溶液（5.10）：流速0.6 mL/minR2 氯化亚锡（）溶液（5.11）：流速0.6 mL/min图C.1流动注射法（C.5.1）测定所有定量范围正磷酸盐P和手工消解后总磷图例附录C流动注射抗坏血酸还原法测定正磷酸盐P和总磷C.1 原则由于流动注射方法对反应时间的限制和磷钼酸铵和氯化亚锡快速的络合反应，使得ISO 15681第一部分中描述的这一方法成为日常使用最为频繁的方法。作为选择，此处将叙述一种用抗坏血酸来作为还原剂的方法。这个方法没有在实验室间（附录

23、B）进行详细对比，所以没有任何法律效力，但是由于它在低毒性等许多方面具有独特的优势，而常常在一些情况下被人们优先使用。本方法通过在线水解和紫外消解（见C.3.3和图C.2）同样可以测定总磷，与ISO 15681第一部分中规范化内容较为接近。本方法在与正文第三节到第十一节部分内容不一致，更改后内容如下所列。C.2 测定总磷时的干扰物质当样品中含有许多固体小颗粒或者悬浮物质时，容易发生这些颗粒没有完全输送到紫外消解器中，导致接测结果偏低。为了将这种影响降到最低，需要在样品预处理前将水样搅匀，从而使水样被完全消解成离子形态，最后被检测器检测。在正磷酸盐P中的一些常见的干扰物质如硅酸盐、亚硝酸盐、氟化

24、物和铁离子，由于经过预先的消解和较宽的定量范围，所以对本方法并不构成任何干扰。当水样中化学需氧量（COD）超过定量上限浓度的十倍时会对检测造成严重干扰。C.3 原理C.3.1 测定正磷酸盐P样品被注射进载流之后与酸性钼酸盐溶液、锑离子和抗坏血酸溶液混合，生成的磷钼酸锑络合物被抗坏血酸还原成磷钼蓝。C.3.2 人工消解总磷检测样品中磷的各种化合物被过硫酸钾溶液氧化，具体操作过程见ISO 6878。结果产生的正磷酸盐通过磷钼蓝反应测得。C.3.3 在线紫外消解和水解的总磷检测水样首先在一个加热的消解反应管中被酸解成聚磷酸盐，然后在紫外照射的情况下通过过硫酸盐将有机磷消解成正磷酸盐，最后正磷酸盐通过

25、钼酸蓝反应而被检测。C.4 试剂所使用的试剂见第五节。所有试剂在流动注射法测定前均需要脱气处理，例如通过真空过滤或者通入氦气（至少1分钟）另外还需以下试剂C.4.1 氯化钠，NaCl。C.4.2 抗坏血酸，C6H8O6。C.4.3 半水合酒石酸锑钾，K（SbO）C4H4O60.5H2O。C.4.4 酒石酸锑钼试剂C.4.4.1 钼酸盐溶液将40 g四水合钼酸铵（5.3）溶解于800 mL水（5.1）中，并稀释到1000 mL容量瓶中。该溶液在室温下可以稳定保存3个月。C.4.4.2 酒石酸锑钾溶液将3.0 g半水合酒石酸锑钾（C.4.3）溶解于800 mL水（5.1）中，并用水（5.1）稀释至

26、1000 mL。该溶液在室温下可以稳定保存3个月。C.4.4.3 酒石酸锑钼，用于检测正磷酸盐P和手工消解后总磷（图C.1中R3）小心将35 mL硫酸（）（5.2.1）加入500 mL水（5.1）中。待冷却后加入213 mL钼酸盐溶液（C.4.4.1） 和72 mL酒石酸锑钾（C.4.4.2），用水（5.1）定容至1000 mL。该溶液在室温下可以稳定保存两周。C.4.4.4 酒石酸锑钼，用于在线紫外消解测定总磷（图C.2中R5）。加入213mL钼酸盐溶液（C.4.4.1）和72mL酒石酸锑钾溶液（C.4.4.2）于700mL水（5.1）中，向该溶液中加入22.8g氢氧化钠并用水（5.1）定容

27、至1000mL。该溶液在室温下可以稳定保存一周。C.4.5 十二烷基硫酸钠，NaCl12H25SO4。C.4.6 抗坏血酸（图C.1和图C.2中R4）溶解6.0g抗坏血酸（C.4.2）于80mL水（5.1）中，加入0.1g十二烷基硫酸钠（C.4.5），并用水（5.1）定容至100mL。现用现配。C.4.7 流动注射法中载流溶液C.4.7.1 载流，测定正磷酸盐（图C.1中C1）此载流为水（5.1）（不加表面活性剂）C.4.7.2 载流，用于测定手工消解后总磷（图C.1中C.1）向1000mL水（5.1）中加入5mL硫酸（5.2.1），混合均匀。C.4.7.3 载流，用于在线紫外消解后总磷的测定

28、向大约800mL水（5.1）中边搅拌边加入37.8mL硫酸（5.2.1），待冷却后加入5g氯化钠（C.4.1）和1.0g十二烷基硫酸钠（C.4.5）。用水（5.1）稀释至1000mL.C.4.8 消解试剂，用于在线消解总磷测定C.4.8.1 消解试剂（图C.2中D1）将106.5mL硫酸（5.2.1）边搅拌边加入800mL水（5.1）中。注意：此溶液配制过程温度很高，请待降温后再用水（5.1）定容。C.4.8.2 消解试剂（图C.2中D1）溶解26g过硫酸钾（5.6）于800mL水（5.1）中，并用水（5.1）定容至1000mL。C.5 仪器C.5.1 流动注射分析法（FIA）仪器装置如6.1

29、中所述。C.5.2 附加装置附加装置如6.2中所述。C.5.3 用于测定总磷的附加装置装置如6.3中所述。C.5.4 在线消解法测定总磷的附加装置C.5.4.1 流动注射法（6.1）的连用装置C.5.4.1.1 紫外消解单元C.5.4.1.2 恒温调节器用于调节水解温度恒定在951.C.6 取样和样品前处理取样和样品前处理过程见第七节。C.7 测试流程测试流程见第八节。C.8 结果计算计算过程见第九节。C.9 结果显示显示模式见第十节。C.10 以抗坏血酸作为还原剂的流动注射法测定正磷酸盐P和总磷流路图例图C.1和C.2仅供参考。这个方法没有在实验室间（附录B）进行详细对比，所以没有任何法律效力。流路设计、流速和管路内径仅供参考。可以依据实验具体情况做出相应修改。提示：1 蠕动泵，流速单位为mL/min2 用于样品引入的注射器对于测定正磷酸盐P定量范围（0.01mg/L0.1