一种淡水湖沉积物中总磷、无机磷和有机磷含量的测定方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种淡水湖沉积物中总磷、无机磷和有机磷含量的测定方法及其应用，该方法将沉积物样品用真空冷冻干燥机进行冻干，对冻干土样碾碎至粉末状，并过土壤筛；采用改良的过硫酸钾氧化法进行检测范围较大的磷含量标准曲线的制作；通过改良的SMT法进行总磷、无机磷和有机磷的提取，并通过改良的过硫酸钾氧化法进行总磷、无机磷和有机磷含量的测定。该方法使用真空冷冻干燥机对样品进行冻干，可以在不影响物质和元素组成和结构的情况下，充分去除样品的水分，用时短；将冻干土样碾碎并过土壤筛，更有利于后续对土壤中磷的提取；采用改良的过硫酸钾氧化法进行磷含量标准曲线的制作及磷含量的测定，扩大了标准曲线的检测范围，减少了试剂用量。减少了试剂用量。减少了试剂用量。

【技术实现步骤摘要】
一种淡水湖沉积物中总磷、无机磷和有机磷含量的测定方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种淡水湖沉积物中总磷、无机磷和有机磷含量的测定方法，属于元素含量分析


技术介绍

[0002]沉积物是湖泊生态系统的三大组成要素(水、沉积物和水生生物)之一，通常是勃土、泥沙、有机质及各种矿物的混合物，经过长时间物理、化学和生物等作用及水体运输而沉积于水体底部所形成。当外源营养物质不断注入湖泊，营养盐在湖泊沉积物中逐步积累，使沉积物成为了上覆水体中营养物质的“汇”。但是当外部环境发生变化时，被沉积物吸附的营养物质能通过解析、溶解等作用返回上覆水体，会对湖泊水质恶化产生重要的影响，此时沉积物便成为了上覆水体营养物质的“源”。磷是生物生长的必须营养元素之一，也是水生生物初级生产力的基础元素之一，是引起水体富营养化的重要元素之一。在我国湖泊研究中，许多学者把沉积物中的磷分为无机磷和有机磷。沉积物总磷含量可以反映沉积物营养和内源污染状况。有机磷是湖泊生态系统的重要组成部分，还是湖泊营养物质循环和生命过程中的一个重要环节，沉积物中有机磷对湖泊富营养化具有重要的贡献。无机磷是导致水体富营养化的关键因素之一，在大部分湖泊、河流中，无机磷含量一般占水体总磷的60％，甚至达到80％以上，因此无机磷对于研究沉积物中磷的吸附
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释放、水体富营养化的贡献等具有重要意义。
[0003]目前水体沉积物中磷的提取没有统一的方法，不同的提取方法分析沉积物中磷含量可能会有很大差异。为了改变这种情况，欧洲标准测试测量组织发起了一个联合项目(1996年)，通过文献研究，选取了用于湖泊沉积物中磷含量研究中的4种被广泛接受的方法(Williams法、Hieltjes
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Lijklema法、Golterman法、Ruttenberg法)，通过比较研究和改进，最终形成了淡水沉积物磷含量连续提取的SMT协议。SMT法因操作简单、重复性好而被广泛应用于沉积物磷含量分析，但在实际操作中该提取方法过程比较复杂、步骤比较繁琐、前期处理过程不明确、中间转移过程较多，因此有可能出现较大误差。而目前关于沉积物磷的测定方法主要有碱熔法、酸熔法、过硫酸钾氧化法和微波消解法等。碱熔法可使样品分解完全，是目前我国土壤磷测定的主要方法。但是，碱熔法需要使用价格昂贵的银坩埚，灰化步骤复杂，需要750℃高温，且操作繁琐不适合大批量试验。而酸熔法在制备溶液时需要用到无机含氧酸中酸性最强的高氯酸，其可助燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤；消解时采用电炉加热，消化至溶液颜色转白且显透明，此步骤繁琐且人为误差大。此外，碱熔法和酸熔法在显色时需要调节溶液酸度，以二硝基苯酚为指示剂，采用酸碱滴定的方式使溶液从黄色到刚呈微黄色，颜色变化不明显，肉眼判断误差极大。并且所使用的指示剂为危险化学品对硝基苯酚，其易燃、有毒、具有强烈刺激作用，经皮肤吸收，能引起过敏，对水体有严重的污染性，已被列入中国环境优先控制污染物“黑名单”。有研究人员提出过硫酸钾氧化法测磷含量具有简单、快速、适合批量分析等优点。但是目前所使用的过硫酸钾氧化法采用
自然风干处理样品，时间长，受天气地域影响大，并且还受到人为等因素的影响，磷含量标准曲线的检测范围窄，测量吸光值时步骤复杂繁琐，无法批量测量。
[0004]系统地建立一种淡水湖沉积物中总磷、无机磷和有机磷含量的测定方法，简单、快速、准确地了解沉积物中磷形态和含量，有助于更好地了解水体内源性磷对于水体富营养化的贡献，对认识湖泊富营养化进程和富营养化治理有重要意义。因此，有必要研发一种淡水湖沉积物中总磷、无机磷和有机磷含量的测定方法。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中的问题，本专利技术提供一种淡水湖沉积物中总磷、无机磷和有机磷含量的测定方法及其应用。
[0006]本专利技术主要是通过以下技术方案来实现的：
[0007]一种淡水湖沉积物中总磷、无机磷和有机磷含量的测定方法，具体步骤为：
[0008](1)将采样位点的沉积物样品进行预冻，沉积物样品的冷冻干燥处理如下：将预冻成固态的样品放入真空冷冻干燥机内进行冻干；样品真空冷冻干燥总时长根据样品量及样品与外界接触面积确定，以保证样品充分干燥，去除水分；随后将冻干土样用研钵碾碎至粉末状，并过土壤筛，
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20℃保存备用；
[0009](2)采用改良的过硫酸钾氧化法进行检测范围较大的磷含量标准曲线的制作，过程如下：分别量取0.000、0.125、0.250、0.500、1.000、2.000、4.000、6.000mL的0.1mg/mL磷酸二氢钾溶液于25mL具塞比色管中，加水至10mL；标准系列中的磷含量分别为0.000、2.850、5.700、11.395、22.790、45.580、91.160和136.740μg；然后分别向比色管中加入2mL 50g/L过硫酸钾溶液，将比色管的盖子塞紧并固定，置于高压蒸汽灭菌锅中，121℃，30min；室温放冷，加蒸馏水至25mL，分别向各比色管中加入0.5mL 100g/L抗坏血酸溶液混匀，30s后加入1mL钼酸盐溶液充分混匀；25℃下放置15min，取200μL溶液于酶标管中，使用酶标仪测定OD
700nm
；以校正吸光度为纵坐标，对应的磷含量为横坐标，绘制磷含量标准曲线；
[0010](3)采用改良的SMT法进行总磷的提取，步骤如下：首先称取0.2g冻干并过筛的沉积物样品置于瓷坩埚中，在箱式电阻炉中450℃下灰化3h；灰化完成后，冷却至室温，然后加入20mL 3.5mol/L的HCl，25℃振荡16h；随后8000rpm离心15min，收集上清用于总磷含量的测定；
[0011](4)采用改良的过硫酸钾氧化法进行总磷含量的测定，步骤如下：先将试样的pH调至中性，再量取10.0mL试样于25mL具塞比色管中，然后按照与绘制磷含量标准曲线相同的操作步骤进行消解、显色和测量，以蒸馏水代替试样作为空白试验组；
[0012](5)采用改良的SMT法进行无机磷的提取，步骤如下：称取0.2g冻干并过筛的沉积物样品，加入20mL 1mol/LHCl，25℃震荡16h；然后8000rpm离心15min，收集上清用于无机磷的测定；
[0013](6)采用改良的过硫酸钾氧化法进行无机磷含量的测定，步骤如下：先将试样的pH调至中性，再量取10.0mL试样于25mL具塞比色管中，然后按照与绘制磷含量标准曲线相同的操作步骤进行消解、显色和测量，以蒸馏水代替试样作为空白试验组；
[0014](7)采用改良的SMT法进行有机磷的提取，步骤如下：首先收集无机磷提取中的沉淀，并对沉淀进行两次清洗；加入12mL蒸馏水振荡5min，随后8000rpm离心15min，弃上清；沉
淀清洗完成后，用鼓风恒温干燥机在60℃干燥4h，随后将沉淀置于瓷坩埚中，在箱式电阻炉中450℃灰化3h；灰化完成后，冷却至室温，加入20mL 1mol/L的HCl，25℃震荡16h，然后8000rpm离心15min，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种淡水湖沉积物中总磷、无机磷和有机磷含量的测定方法，其特征在于，具体步骤为：(1)将采样位点的沉积物样品进行预冻，沉积物样品的冷冻干燥处理如下：将预冻成固态的样品放入真空冷冻干燥机内进行冻干；样品真空冷冻干燥总时长根据样品量及样品与外界接触面积确定，以保证样品充分干燥，去除水分；随后将冻干土样用研钵碾碎至粉末状，并过土壤筛，
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20℃保存备用；(2)采用改良的过硫酸钾氧化法进行检测范围较大的磷含量标准曲线的制作，过程如下：分别量取0.000、0.125、0.250、0.500、1.000、2.000、4.000、6.000mL的0.1mg/mL磷酸二氢钾溶液于25mL具塞比色管中，加水至10mL；标准系列中的磷含量分别为0.000、2.850、5.700、11.395、22.790、45.580、91.160和136.740μg；然后分别向比色管中加入2mL 50g/L过硫酸钾溶液，将比色管的盖子塞紧并固定，置于高压蒸汽灭菌锅中，121℃，30min；室温放冷，加蒸馏水至25mL，分别向各比色管中加入0.5mL 100g/L抗坏血酸溶液混匀，30s后加入1mL钼酸盐溶液充分混匀；25℃下放置15min，取200μL溶液于酶标管中，使用酶标仪测定OD
700nm
；以校正吸光度为纵坐标，对应的磷含量为横坐标，绘制磷含量标准曲线；(3)采用改良的SMT法进行总磷的提取，步骤如下：首先称取0.2g冻干并过筛的沉积物样品置于瓷坩埚中，在箱式电阻炉中450℃下灰化3h；灰化完成后，冷却至室温，然后加入20mL 3.5mol/L的HCl，25℃振荡16h；随后8000rpm离心15min，收集上清用于总磷含量的测定；(4)采用改良的过硫酸钾氧化法进行总磷含量的测定，步骤如下：先将试样的pH调至中性，再量取10.0mL试样于25mL具塞比色管中，然后按照与绘制磷含量标准曲线相同的操作步骤进行消解、显色和测量，以蒸馏水代替试样作为空...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐白露，何海伦，文晓萱，胡蓉，魏荣，周鸿，胡丽丽，
申请(专利权)人：湖南文理学院，
类型：发明
国别省市：