土壤/沉积物中磷的形态分析:实验原理

地壳中磷的平均含量约为1.2 g/kg,而大多数自然土壤的含磷量则远远低于地壳中磷的含量。土壤中的磷一般来源于岩石风化、磷矿废水和磷肥的施用。农业生产中经常需要施用磷肥来增加土壤有效磷的供给量,但土壤有很强的固磷作用,各种可溶性或速效性磷化合物很快就转化为不溶性或缓效性磷。施入农田的磷肥的生物有效性甚至不到30%,未被利用的磷肥则在耕层土壤中积累起来。由于磷的溶解性低,农田中以溶解态流失的磷并不多,大多数是吸附在颗粒物上随地表径流进入水体。在我国,磷是水体富营养化的主要限制因子,研究表明,0.02 mg/L的磷即可诱发水体富营养化。因此了解土壤/沉积物中磷的主要存在形态,有助于预测磷化合物在固液相之间的分配,从而判断其环境行为。

土壤/沉积物中的磷主要可分为有机态磷和无机态磷两大类。其中无机态磷占50%~90%,有机磷占10%~50%。无机磷几乎全为正磷酸盐,一般可分为:

①磷酸铝类(Al-P);

②磷酸铁类(Fe-P);

③磷酸钙(镁)类(Ca-P);

④闭蓄态磷(O-P)。而有机磷以磷脂、核酸、核素等含磷有机化合物为主。

实验原理

本实验对土壤/沉积物中的总磷、有机态磷、无机态磷分别做了测定。

总磷的分析采用HClO -H SO 法。HClO 能氧化有机质和分解矿物质,它有很强的脱水能力,从而有助于胶状硅的脱水。HClO 还能与铁配合,在磷的比色测定中能抑制硅、铁的干扰。H SO 的存在能提高消化温度,同时防止消化过程中溶液被蒸干。样品在HClO -H SO 的作用下能完全分解,并转化成无机正磷酸盐进入溶液,然后再用钼锑抗比色法测定。此法对钙质土壤分解率较高,但对酸性土壤分解不十分完全,结果往往偏低。

土壤/沉积物中有机态磷的分析是先将样品高温灼烧,使有机磷转化为无机磷,然后与未经灼烧的底泥分别用稀酸浸提,比色测定后所得的差值即为有机态磷。

土壤/沉积物中无机态磷可用含NH F的稀酸溶液浸提,用钼锑抗比色法测定。酸性条件下能溶解底泥中大部分磷酸钙,F-又能与Fe 3+ ,Al 3+ 形成配合物,促使磷酸铁、磷酸铝的溶解。

钼锑抗比色法测定磷的原理:

正磷酸盐溶液在一定的酸度下,加酒石酸锑钾和钼酸铵混合液形成磷钼杂多酸H [P(Mo 10)4 ]。在三价锑存在时,抗坏血酸能使磷钼杂多酸变成磷钼蓝,其颜色在一定浓度范围内与磷的浓度成正比,可在700 nm波长下比色测定。显色时显色液的pH要求在3左右,酸度太低显色液稳定时间变短,太高显色变慢。温度低于20℃,当 (P)>0.4 mg/kg时显色后有沉淀产生。显色时间控制在30 min,显色后在8 h内保持稳定,因此显色中酸度、温度、时间都会影响显色反应。

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