[发明专利]一种淡水样品磷酸盐氧同位素前处理制样方法

说明书

本发明公开了一种淡水样品磷酸盐氧同位素前处理制样方法，包括以下步骤：1)在淡水样品中加入NaOH和Mg(NO₃)₂，通过MAGIC共沉淀法富集淡水样品中的可溶性磷酸盐；2)加入HNO₃将MAGIC共沉淀完全溶解为含PO₄^3－溶液；3)在含PO₄^3－溶液中加入Ce(NO₃)₃生成CePO₄沉淀；4)再次加入HNO₃将CePO₄沉淀溶解为含PO₄^3－溶液，并通过阳离子交换树脂过滤除去Ce³⁺；加入AgNO₃生成Ag₃PO₄沉淀，干燥即为待测样品。本发明针对目前淡水样品δ¹⁸O_P前处理方法存在的测定结果不准确的问题，采用Mg(NO₃)₂代替MgCl₂进行MAGIC沉淀，简化了Cl^‑杂质的去除步骤，有效降低了AgCl和Ag单质等干扰物质的生成，提高了Ag₃PO₄的纯度，保证了δ¹⁸O_P的测定可靠性。

技术领域

本发明涉及一种淡水样品磷酸盐氧同位素的预富集及纯化制备方法，属于环保监测方法领域。

背景技术

随着社会经济的快速发展与城镇化进程的日益加快，大量含氮磷等营养物质的工、农业废水与生活污水排入地表水体，造成淡水富营养化，已成为全球性的重大环境问题之一。磷是水环境中重要的营养元素，其循环转化直接影响着淡水水质、水生态系统功能和人体健康。在地表环境中，磷仅有一个稳定同位素(³¹P)，无法用以示踪其物质来源与循环过程。所幸的是，自然界磷主要以磷酸盐的形式存在，磷氧四面体紧密结合(P-O键能达359.8kJ/mol)，在通常温度和pH条件下几乎不会水解，由此可以借助磷酸盐氧同位素(δ¹⁸O_P)组成进行磷的溯源研究。此外，在特定的(微)生物或酶作用下，磷酸盐能与环境介质中的水分子发生氧原子交换，使δ¹⁸O_P趋于同位素平衡分馏值，进而推断磷的生物周转利用程度。

近二十年来，随着同位素比值质谱仪(IRMS)的飞速发展，δ¹⁸O_P技术已逐渐应用于海洋、河流、湖泊、湿地等不同地表水环境中磷的迁移转化研究。尽管如此，目前对淡水样品中δ¹⁸O_P分析的前处理方法仍然相对滞后，主要沿用针对海水体系的富集、纯化步骤，大体包括两种前处理方法：一种为先用氢氧化钠(NaOH)和氯化镁(MgCl₂)反应生成絮状氢氧化镁(Mg(OH)₂)沉淀，即通过MAGIC共沉淀法预富集水中可溶性磷酸盐(SRP)，再用硝酸(HNO₃)溶解沉淀后加入铈盐生成磷酸铈(CePO₄)沉淀进一步纯化，接着经过阳离子交换树脂去除Ce³⁺；另一种通过多次磷钼酸铵和磷酸铵镁沉淀纯化PO₄^3－，再用阴、阳离子交换树脂去除金属离子和有机质。二者最后均通过加入硝酸银(AgNO₃)，使纯化后的PO₄^3－转化成磷酸银(Ag₃PO₄)，最终上机IRMS进行δ¹⁸O_P的测定。