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總磷、水溶性磷、有效磷檢測

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發(fā)布時間：2025-07-30 13:44:32 更新時間：2025-07-29 13:44:33

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作者：中科光析科學技術研究所檢測中心

總磷、水溶性磷、有效磷檢測：關鍵指標與方法概述

磷是生命體必需的關鍵營養(yǎng)元素，在環(huán)境水體、土壤、肥料以及農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中扮演著極其重要的角色。然而，過量的磷輸入是導致水體富營養(yǎng)化、引發(fā)藻類爆發(fā)（如水華、赤潮）的主要原因之一。因此，準確測定不同形態(tài)的磷含量對于環(huán)境監(jiān)測、水質評價、農業(yè)生產管理（如科學施肥）以及工業(yè)過程控制至關重要。在實際應用中，主要關注的磷形態(tài)包括：

總磷（TP, Total Phosphorus）：指樣本中所有形態(tài)磷（溶解態(tài)和顆粒態(tài)，有機磷和無機磷）的總和。它是衡量水體和土壤中磷總負荷的核心指標，直接反映潛在的富營養(yǎng)化風險。

水溶性磷（WSP, Water Soluble Phosphorus）：指在特定條件下（通常指中性水或去離子水）可溶解于水的磷形態(tài)，主要是溶解態(tài)的正磷酸鹽（H?PO??, HPO?2?），也可能包含少量溶解性小分子有機磷。它代表了最容易被生物直接吸收利用以及最易隨地表徑流或淋溶流失的磷形態(tài)，對評估短期環(huán)境風險尤為重要。

有效磷（AP, Available Phosphorus）：這是一個更具應用導向的概念，特指在一定條件下（通常采用模擬植物根系環(huán)境的化學提取劑）能夠被植物吸收利用的磷形態(tài)總和。它主要包括土壤或肥料中部分吸附態(tài)的無機磷、部分溶解性有機磷以及溶液中的正磷酸鹽。在農田管理中，有效磷含量是指導磷肥施用最直接、最重要的依據。

準確區(qū)分和定量檢測這三種磷形態(tài)，需要根據不同樣本類型（水、土壤、肥料）和檢測目標，采用特定的前處理方法、檢測儀器和分析標準。下面將重點介紹這三大磷指標的檢測項目、常用儀器、核心方法及依據的標準。

檢測項目與核心方法

1. 總磷（TP）檢測

核心方法： 總磷的分析通常需要先將樣品中的所有形態(tài)的磷轉化為正磷酸鹽（即消解過程），再利用鉬酸銨分光光度法（或稱磷鉬藍法、鉬銻抗比色法）進行定量測定。消解的目的是破壞有機質、溶解顆粒物并將各種聚合態(tài)或結合態(tài)的磷（如有機磷、聚磷酸鹽、焦磷酸鹽等）氧化分解為正磷酸鹽（PO?3?）。

常用消解方法：

過硫酸鉀消解法： 在酸性或堿性條件下，高溫高壓（通常使用高壓滅菌鍋或消解儀）用過硫酸鉀氧化樣品。這是水質標準中常用的方法。
硝酸-高氯酸消解法/硝酸-硫酸消解法： 適用于土壤、沉積物、生物組織等復雜基質，需在通風櫥內謹慎操作。
微波消解法： 利用微波能量快速加熱密閉容器內的酸和樣品，消解效率高，速度快，試劑消耗少，自動化程度高，廣泛用于各類固體和液體樣品。

測定方法： 鉬酸銨分光光度法（GB 11893-89, HJ 670-2013等）。在酸性條件下，消解液中生成的正磷酸鹽與鉬酸銨反應生成磷鉬雜多酸，被抗壞血酸（或氯化亞錫）還原生成藍色的磷鉬藍絡合物。該絡合物在特定波長（通常為700nm或880nm）處有最大吸收，其吸光度與磷酸鹽濃度成正比。

2. 水溶性磷（WSP）檢測

核心方法： 通常無需復雜的消解。關鍵在于用中性水（或規(guī)定溶劑）提取樣品中的可溶性磷組分，然后過濾分離，直接對濾液中的溶解性活性磷（主要是正磷酸鹽，SRP）進行測定。

前處理方法：

對水樣：通?？芍苯訙y定或僅需通過0.45μm（或0.22μm）微孔濾膜過濾去除顆粒物后測定。
對土壤或肥料：按標準規(guī)定比例（如水土比5:1或10:1）加入去離子水（或規(guī)定提取劑，如用于肥料檢測的特定水溶磷提取液），振蕩提取一定時間，然后立即過濾，取濾液測定。

測定方法： 鉬酸銨分光光度法（與總磷測定原理相同，如GB/T 8573-2017 復混肥料中水溶性磷的測定， NY/T 300-1995 有機肥料水溶性磷的測定，以及水質標準中溶解性總磷/正磷酸鹽的測定方法如GB/T 11893, HJ 670等）。注意WSP結果通常代表溶解性活性磷(SRP)。

3. 有效磷（AP）檢測

核心方法： 有效磷的測定核心在于“提取”。使用特定的化學試劑模擬植物根系的吸收環(huán)境，將土壤（或肥料）中可能被植物吸收的那部分磷溶解提取出來，然后對提取液中的磷（主要是提取出的正磷酸鹽）進行測定。

常用提取方法（因樣本和應用而異）：

Olsen法（碳酸氫鈉法）： 適用于中性和石灰性土壤（pH>6.5），提取劑為0.5M NaHCO? (pH 8.5)。（標準：NY/T 1121.7-2014 土壤檢測第7部分：有效磷的測定）。
Bray-1法： 適用于酸性土壤（pH<6.5），提取劑為0.03M NH?F + 0.025M HCl。
Mehlich-3法： 一種通用性較強的提取劑（0.2M CH?COOH + 0.25M NH?NO? + 0.015M NH?F + 0.013M HNO? + 0.001M EDTA），可同時提取多種有效養(yǎng)分。應用日益廣泛（標準如LY/T 1233-1999 森林土壤有效磷的測定）。
中性檸檬酸銨法： 主要用于檢測磷肥（如過磷酸鈣、鈣鎂磷肥）和含磷復合肥料中的有效磷含量（標準：GB/T 8573-2017 復混肥料中有效磷含量的測定）。

測定方法： 提取后的溶液，通常同樣采用鉬酸銨分光光度法（磷鉬藍法）測定磷含量。

檢測儀器

上述三種磷形態(tài)檢測的核心定量儀器高度一致：

紫外-可見分光光度計 (UV-Vis Spectrophotometer)： 絕對主力設備，用于測量磷鉬藍絡合物在特定波長（700nm或880nm）下的吸光度。精度高，操作相對簡便。
配套設備：
- 樣品消解設備： 用于總磷前處理。包括：高壓滅菌鍋（過硫酸鉀消解）、電熱板/石墨消解儀（開放酸消解）、微波消解儀。
- 樣品提取/振蕩設備： 水平振蕩器、翻轉振蕩器等，用于水溶性磷和有效磷的前處理提取。
- 過濾設備： 真空抽濾裝置、注射器過濾器（帶0.45μm或0.22μm濾膜）、濾紙（定性或定量）等，用于分離提取液/消解液中的固液成分。
- 精密計量設備： 電子天平（精確至0.0001g）、各種量程的移液器、容量瓶、移液管、滴定管等。
- pH計： 用于調節(jié)提取液或反應體系的pH值（如Olsen法）。
（可選）連續(xù)流動分析儀 (CFA, Continuous Flow Analyzer) 或流動注射分析儀 (FIA, Flow Injection Analyzer)： 可實現(xiàn)自動化、高通量檢測，尤其適合大批量樣品分析，核心檢測原理仍然是分光光度法。