气相色谱法测定磷元素含量的方法介绍
磷为常见元素，磷在地壳中的重量百分含量约为0.118％。磷在自然界都以各种磷酸盐的形式出现。磷存在于细胞、骨骼和牙齿中，是动植物和人体所必需的重要组成成分。正常时人每天需要从水和食物中补充1.4 g磷，但都是以各种无机态磷酸盐或有机磷化合物形式吸收。磷以单质磷形态存在于水和废水中时，将对环境带来危害。
黄磷是重要的化工原料，在其生产过程中，用水喷洗融炉的废气冷却后产生对环境危害极大的“磷毒水”，这种污水含有大量可溶和悬浮态的元素磷。元素磷属于剧毒物质，进入生物体内可引起急性中毒，人摄入的致死量为1 mg/kg。因此，元素磷是一种不能忽视的污染物。在我国西南地区曾发生过水污染事故。
一、方法选择
气相色谱法可直接测定经有机溶剂萃取的水样中的元素磷，该方法灵敏度高，再现性好，简便快速，水中各种污染物不干扰测定。
二、样品的采集与保存
水样采集后，在现场用有机溶剂进行萃取，将萃取液缓缓注入具塞比色管或容量瓶中密封，不留空隙。样品应尽快分析。不能立即分析时，应保存于约4 ℃的冰箱中7 d内分析完毕。
三、气相色谱法
1.方法原理
用甲苯为萃取剂，萃取水样中的元素磷。萃取液中的元素磷经色谱柱分离后，在火焰光度检测器（FPD）中被氧化燃烧生成磷的氧化物，然后被富氢火焰的H还原为碎片PHO＊（即激发态的PHO碎片）。被火焰高温激发的碎片PHO＊释放出特征光谱的能量，其最大检测波长为526 nm。测量发射光谱的强度，从而检测出元素磷的含量。
2.干扰及消除
水样中的无机物、常见的有机磷农药（乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷等）和其它有机化合物不干扰元素磷的测定。
3.方法的适用范围
本方法的检出浓度为0.25 μg/L（萃取时相比为2：1）。当水样与萃取剂相比达25：1时，检出浓度为0.02 μg/L。本方法适用于黄磷生产企业排放的工业废水及受元素磷污染的地表水中元素磷的测定。
4.仪器
①气相色谱仪：带火焰光度检测器（FPD和磷滤光片，526 nm±2 nm）；②60 ml、500 ml分液漏斗；③1 μl微量进样器；④容量瓶，5 ml。
5.试剂
①精制黄磷（纯度99.99％）；②甲苯：分析纯；③无水乙醇：分析纯；④色谱固定液；⑤色谱载体；⑥元素磷标准贮备液；⑦元素磷标准使用液（该标准使用液每毫升含元素磷约10 μg为宜）；⑧加标用元素磷标准使用液。
6.步骤
（1）样品预处理
①水样的萃取必须在采样现场完成。准确移取待测水样20 ml于60 ml分液漏斗中，加入10.0 ml甲苯，密塞，适当用力振摇分液漏斗5 min，静置5～10 min，分层后弃去水相。上层甲苯移入5 ml容量瓶中，装满，不留空隙。该萃取液带回实验室直接进行气相色谱测定。
②当水样中元素磷浓度低于0.001 mg/L时，可增加水样采样体积，改变水样与萃取剂的比例，直至取样量达250 ml。
（2）色谱条件
①色谱柱：10％ SE-30/Chromosorb W（AW-DMCS）60～80目，填充于长2 m、内径3 mm的玻璃柱。
②载气：高纯氮气，流速40 ml/min。
③氢气：高纯氢气，流速53 ml/min。
④空气：流速 83 ml/min。
⑤温度：柱温150 ℃；气化室温度200 ℃；检测器温度230 ℃。
⑥记录纸速：5 mm/min。
⑦进样量：1 μl。
（3）校准曲线
①取七个25 ml容量瓶，参考表1 的数值配制标准系列I或标准系列Ⅱ，用甲苯稀释至标线。临用现配。表1 中的标准系列是以使用10 μg/ml元素磷标准使用液为实例配制的。参照表1 配制标准系列，实际配制的标准系列元素磷的浓度值与表中所示的值相近即可。在色谱条件下，按标液浓度由稀到浓依次进行色谱测定，各标样均作平行测定。经空白校正后，得到元素磷浓度值与色谱峰高测定值对应的线性关系数据，绘制校准曲线。可根据所分析样品的浓度水平，选择配制适合的浓度系列来绘制校准曲线。
②为尽量提高水样中元素磷测定的准确度，应对标准系列进行与水样的萃取操作相同的处理。此时标准使用液用无水乙醇稀释标准贮备液配制，使之能与水相完全相溶。取七个25 ml容量瓶，参照表1 移入标准使用液，以蒸馏水稀释至标线，配制标准系列。依次移取标准系列标样各10 ml于60 ml分液漏斗中，然后加入10 ml分析纯甲苯，盖紧塞子。适当用力振摇5 min，静置5～10 min，弃去水相。萃取剂进行气相色谱分析，绘制校准曲线。
（4）样品测定
按色谱条件对样品进行分析，每个样品均做平行测定。
（5）元素磷标准色谱图
7.计算
根据样品测定所得色谱峰高的平均值，从校准曲线上查出对应的浓度值，按下式计算出水样中元素磷的浓度。
式中：C1——样品进样浓度（μg/L或mg/L）；K——样品萃取浓缩倍数。
也可比较样品和标准系列的平均色谱峰高，计算样品中元素磷的浓度。这时要注意选用标准系列中与样品峰高测定值相近的标准样品的峰高测定结果来进行比较计算，以减少误差。按下式算出样品中元素磷的浓度。
式中：h1——样品峰高测定值（mm或μV等）；C——标准系列标样浓度（μg/L或mg/L）；h——标准系列标样峰高测定值（mm或μV等）；K-样品萃取浓缩倍数。
当水样与萃取剂的相比为2：1时，样品萃取浓缩倍数K＝2；当相比为4：1时，K＝4；当相比为25：1时，K＝25。
8.精密度和准确度
用本方法测定含磷2.1 μg/L的受污染水样六次，相对标准偏差为4.3％；加标1.0 μg/L时的回收率为92％。
9.注意事项
①样品萃取过程中不可过于剧烈振摇，以免元素磷被空气中的氧气氧化，而使测定结果偏低。
②若水样悬浮物较多，萃取剂与水相分层不清时可加入少量无水乙醇加速分层。
③应按所使用的气相色谱仪FPD检测器的要求调整氢气和空气的流速，以得到较高的灵敏度和稳定性。
④对进样口在顶端的仪器，进样操作中微量进样器应保持竖直，并且微量进样器针头不可插入太深，避免样品沾附在色谱柱顶端的内壁上，造色谱峰变形。
⑤配制标准溶液所使用的无水乙醇应用抗坏血酸处理。方法：称取5 g分析纯抗坏血酸加入已盛有200 ml无水乙醇的250 ml试剂瓶中，轻轻摇动，使其尽可能溶解，上磨口塞放置过夜，用中速定量滤纸过滤后使用。
