一前言

電感耦合等離子體發射光譜法，即ICP-AES法，是20世紀70年代發展起來的水中總磷分析方法，它具有線性范圍寬、靈敏度高、檢出限低、化學干擾低，可以多元素同時測定，對較高鹽類濃度的樣品直接進樣等優點而備受分析工作者的歡迎，已成為物質成分分析中應用*為廣泛的分析手段。ICP-AES技術在金屬元素測定方面得到了廣泛應用，但在非金屬測定方面應用較少。本文探討了以ICP-AES法試驗水中總磷的測定條件，確定了環境水體中總磷的分析方法，并且得到了較好的效果。

二、材料與方法

1.儀器及試劑

(1)實驗儀器

電感耦合等離子發射光譜儀(Thermo iCAP 6000)和一般實驗室儀器以及相應的輔助設備。所有的實驗容器和移液管在使用之前均經過(1+1)硝酸溶液浸泡過夜，再用自來水、純水沖洗和淋洗，放置干后使用。

(2)實驗試劑

除非另有說明，分析時均使用符合國家標準或專業標準的分析純試劑、去離子水或同等純度的水。所用試劑對被測元素濃度的影響應小至忽略不計。

①硝酸(HNO3):ρ=1.42g/mL，優級純。

②(1+1)硝酸溶液:用①中的硝酸配制。

③氬氣:鋼瓶氣，純度≥99.99%。

④標準溶液:磷元素單標液(500mg/L)和質控樣品(0.438mg/L±0.018mg/L)均購置于環境保護部標準樣品研究所。

2.分析條件

影響ICP-AES法分析特性的因素很多，但主要工作參數有3個，即高頻功率、載氣流量及觀測高度。對于不同的分析項目及分析要求，上述3個參數存在一定差異。測定水體中總磷的具體參數如下:樣品沖洗時間30s，重復測定3次。進樣為霧化器，等離子觀測為水平，短波范圍為10，長波范圍為7。RF功率為1150W，輔助氣流量為0.5mL/min，霧化氣體流量為0.5mL/min。測定磷的波長為213.6nm。

3.樣品的采集處理

采集樣品的聚乙烯塑料瓶是一次性的，現場采集的水樣必須馬上用硫酸調pH值，調至pH<2.0(pH試紙驗定)時保存。取回后于實驗室陰暗處澄清，控制*終酸度≤10%以適宜開展ICP-AES法的測定。

4.樣品前處理

國家標準方法鉬銻抗分光光度法分析水中的總磷時采用過硫酸鉀消解法消解水樣。ICP-AES法測定水中的總磷干凈的水樣不需要前處理，較臟的水樣需要0.45μm濾膜過濾。

三、ICP-AES法測定的影響因素

1.功率優化

實驗表明，當RF功率為1150W時，所得標準曲線斜率較大，發射光強度大而且恒定。

2.載氣流量

實驗比較了0.5mL/min、0.8mL/min和1.0mL/min時的標準曲線，選定*佳載氣流量為0.5mL/min。

3.觀察高度的選擇

不同分析元素對觀察高度的要求不同，磷分析線的峰值強度一般在較低觀察高度處為好。本文選用標準溶液，考察了不同觀察高度對分析信號的影響，由于磷的靈敏度較低，且含量也較低，故選擇觀察高度為等離子觀測為水平，短波范圍為10，長波范圍為7。

4.分析線的選擇

ICP-AES法測定水中的總磷，有174.4nm、213.618nm、214.914nm和253.565nm等4條分析線。根據單元素溶液掃描圖譜，只有213.618nm和214.914nm可用于磷的測定，試驗了共存元素的干擾。高濃度的鈣在214.914nm處有較高的背景，同時鐵在此處有重疊峰，不適合磷的測定，213.618nm線可有效避免上述干擾，且靈敏度*高，光強穩定性好。

5.酸度的影響

我們考察了酸度對水中總磷測定的影響，對于相同的水樣分成兩份:一份加入硝酸，硝酸的濃度大約為1%；另一份不加硝酸測定，測定結果如表1所示。測定結果表明，相對誤差為±0.06%～±9.4%，小于10%，說明酸對于ICP-AES法測定水中的總磷無影響。

6.樣品加標回收率及精密度

采用本方法測定樣品10次，計算其相對標準偏差，同時加標回收，其分析結果如表2所示。測定結果表明，總磷的相對標準偏差在0.18%～0.74%之間，回收率為95%～****，說明本方法具有較好的準確度和精密度。

四、方法性能的評價和實際水樣的檢測

1.方法性能的評價

為了進行定量分析，在優化后的ICP-AES法條件下，采用屈臣氏蒸餾水對標準儲備液進行逐級稀釋，配制了一系列不同濃度的標準溶液進行測定。測定結果顯示，總磷在(0.020～10.000)mg/L濃度范圍內獲得了良好的線性，其相關系數在0.9999以上。為了考察本方法的重現性，對3個不同濃度的水樣中的總磷連續測定5次，測得的相對標準偏差在0.14%～4.06%之間，用RSD%表示。按所設儀器參數，用空白溶液連續測定11次，其結果的3倍標準差所對應的濃度值即為檢測限，本方法測得總磷的檢測限為0.020mg/L。

2.ICP-AES法和鉬銻抗分光光度法的比較(見表3)

傳統的國標方法——鉬銻抗分光光度法分析技術被廣泛采用，但存在分析時間較長、消耗溶劑種類多、分析步驟較復雜等不足，且有一個比較難處理的問題就是濁度補償，一般用樣品空白做濁度補償，在一定程度上影響了樣品分析的準確度。鉬銻抗分光光度法在顯色時也存在一定誤差，不能使每一個樣品達到同步。

ICP-AES法*大的優點是不僅能直接監測無機磷，還能同時監測有機磷，減少了消解等繁瑣的步驟，同時消除了多步驟帶來的誤差，避免給環境帶來二次污染，鉬和銻都是有毒有害的重金屬，ICP-AES法所用試劑只有硝酸，沒有其他污染物。自該技術問世至今，已經在環境監測、食品以及生物醫藥等領域得到廣泛應用。但到目前為止，ICP-AES法在水樣中總磷的分析應用的研究報道并不多。

3.實際水樣的分析

選取四川省德陽市實際水樣樣品15個，有Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類地表水和工業廢水四類水樣，分別用ICP-AES法和國標方法鉬銻抗分光光度法分析，結果如表4所示。

監測結果顯示，此次水樣中總磷的含量為(0.052～0.934)mg/L，部分點位發現有超標情況。質控樣表明ICP-AES法測定控樣結果在保證值范圍內，位于標準值中值，分光光度法也在保證范圍之內，但位于標準值上限值，均在誤差范圍之內。ICP-AES法和鉬銻抗分光光度法分析水樣的相對誤差在0.08%～10.6%之間，低濃度的樣品誤差范圍略大于10%，其余均在誤差范圍之內，說明ICP-AES法測定地表水和廢水中總磷的含量是可行的。

表1 酸度對ICP-AES法測定不同水樣中總磷的影響

表2 樣品的分析結果

表3 水樣中總磷分析方法的比較

表4 實際樣品分析結果(mg/L)

作者：李劍 王春艷 陳平 楊波