[发明专利]一种海水中超痕量活性磷酸盐的化学发光检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水中超痕量活性磷酸盐的化学发光检测方法。

背景技术

磷是海洋生物生长所必须的营养元素，海洋表层由于浮游植物的大量消耗，磷浓度非常之低，甚至成为海洋初级生产力的限制性元素。随着对磷的生物地球化学循环研究的深入，作为海水中磷主要成分的磷酸盐的分析测定方法，成为海洋环境科学研究中的关键。目前海洋监测规范中最为常用的磷酸盐经典测定方法为磷钼蓝(PMB)分光光度法，该法规定能被磷钼蓝分光光度法所测得的那部分磷为活性磷，包括绝大部分的正磷酸盐、极少量在测定过程中易水解的有机磷和缩聚磷酸盐。该方法的检测限为300nmol/L([1]国家海洋局.海洋监测规范[S].北京：海洋出版社，1991，277-281)。而在很多寡营养盐海域，海水表层磷酸盐的浓度低至微摩尔甚至纳摩尔级，远远低于该方法的检测限。因此，研究海水中超痕量活性磷的灵敏、准确、快速的测定方法具有重要意义。目前国内外学者所探索的新方法包括长光程流通池法、有机溶解萃取法、鲁米诺化学发光法、Mg(OH)₂共沉淀法(MAGIC法)等，其中只有长光程流通池法和MAGIC法被成功用于海水中低含量磷酸盐的分析([2]袁东星，梁英.海洋环境中痕量活性磷分析技术的研究进展[J].环境化学，2006，35(2)：252-256)。长光程流通池法根据朗伯比尔定律，通过增加比色池的光程来增加吸光值信号，从而提高方法的灵敏度，但是整个检测仪器较为复杂，空白值高，受气泡干扰严重；MAGIC方法利用海水中的Mg²⁺和OH^-生成Mg(OH)₂沉淀时会共沉淀正磷酸盐的特性来富集磷酸根，具有灵敏度高、精密度好的优点，是目前被海洋工作者广泛采用的方法。但是该方法消耗试样体积大，且费时费力，定量测定含磷量30nmol/L以下样品时，一般需要500mL以上的水样，耗时7h。鲁米诺化学发光法已经应用于淡水水样中痕量活性磷酸盐的分析，但由于基底的干扰，该方法在海水中的应用尚未成功；因此，此技术应用于海水的关键是消除基底干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灵敏度较高、准确性较好、检测速度较快、基底干扰较小的海水中超痕量活性磷酸盐的化学发光检测方法。

本发明包括以下步骤：

1)将磷酸盐海水加标溶液与试剂混合，在水浴中反应，利用输液装置将反应后的溶液，通过富集柱进行萃取富集，依次用水和乙醇水溶液清洗富集柱以消除海水基底干扰，再用硫酸乙醇溶液洗脱被萃取物；洗脱液在流通池与鲁米诺溶液混合，发生化学发光反应，发光信号被检测器检测并记录，以总发光强度，即洗脱曲线上各点发光信号之和作为定量依据，做出磷酸盐浓度与总发光强度的工作曲线；

2)将实际海水样品与试剂混合，在水浴中反应，利用输液装置将反应后的溶液，通过富集柱进行萃取富集，依次用水和乙醇水溶液清洗富集柱以消除海水基底干扰，再用硫酸乙醇溶液洗脱被萃取物；洗脱液在流通池与鲁米诺溶液混合，发生化学发光反应，发光信号被检测器检测并记录，以总发光强度，即洗脱曲线上各点发光信号之和作为定量依据，由标准工作曲线求出海水中磷酸盐的浓度。

在步骤1)中，按体积比，磷酸盐海水加标溶液∶试剂最好为(25～150)∶1，所述试剂最好为钼酸铵混合溶液和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液；水浴的温度最好为30～50℃，水浴中反应的时间最好为0～40min；通过富集柱进行萃取富集的速度最好为7～25mL/min，富集体积最好为0～200mL；按体积比，乙醇水溶液的浓度最好为50％～100％；所述洗脱的洗脱液最好为浓度为0～1.5mol/L硫酸乙醇溶液，洗脱的速度最好为3～15mL/min。

在步骤2)中，按体积比，实际海水样品∶试剂最好为(25～150)∶1，所述试剂最好为钼酸铵混合溶液和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液；水浴的温度最好为30～50℃，水浴中反应的时间最好为0～40min；通过富集柱进行萃取富集的速度最好为7～25mL/min，富集体积最好为0～200mL；按体积比，乙醇水溶液的浓度最好为50％～100％；所述洗脱的洗脱液最好为浓度为0～1.5mol/L硫酸乙醇溶液，洗脱的速度最好为3～15mL/min。

在步骤1)和2)中，所述的输液装置可以是蠕动泵、注射泵或其他可以恒流输送液体的装置；所述的富集柱可以是商品化C18固相萃取柱；所述的流通池可以是二进一出三通混合池；所述的检测器可以是商品化化学发光仪；所述的消除海水基底干扰可以是通过固相萃取实现目标物与海水的基底分离，消除基底对鲁米诺化学发光的影响。