### 6 / 2 1 / 2 0 1 6 5

. 6 P h o s p h o r u s | M o n i t o r i n g & A s s e s s m e n t | U S E P

A

h t t p s : / / a r c h i v e

. e p a

. g o

v / w a t e r / a r c h i v e

/ w e b / h t m l / v m s 5 6

. h t m l 1 / 5 h t t p s : / / a r c h i v e

. e p a

. g o v /

w a t e r / a r c h i v e / w e b / h t m l / v m s 5 6

. h t m l



## W a t e r : M o n i t o r i n g & A s s e s s m e n t

Y o u a r e h e r e : W a t e r O u r W a t e r s R i v e r s & S t r e a m s M o n i t o r i n g & A s s e s s m e n t 5

. 6 P h o s p h o r u s 

# 5

. 6 P h o s p h o r u s

W h y i s p h o s p h o r u s i m p o r t a n t ?

B o t h p h o s p h o r u s a n d n i t r o g e n a r e e s s e n t i a l n u t r i e n t s f o r t h e p l a n t s a n d a n i m a l s t h a t m a k e u p t h e a q u a t i c f o o d w e b

. S i n c e p h o s p h o r u s i s t h e n u t r i e n t i n s h o r t s u p p l y i n m o s t

f r e s h w a t e r s

, e v e n a m o d e s t i n c r e a s e i n p h o s p h o r u s c a n

, u n d e r t h e r i g h t c o n d i t i o n s

, s e t o f f a w h o l e c h a i n o f u n d e s i r a b l e e v e n t s i n a s t r e a m i n c l u d i n g a c c e l e r a t e d p l a n t

g r o w t h

, a l g a e b l o o m s

, l o w d i s s o l v e d o x y g e n

, a n d t h e d e a t h o f c e r t a i n f i s h

, i n v e r t e b r a t e s

, a n d o t h e r a q u a t i c a n i m a l s

.

T h e r e a r e m a n y s o u r c e s o f p h o s p h o r u s

, b o t h n a t u r a l a n d h u m a n

. T h e s e i n c l u d e s o i l a n d r o c k s

, w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t s

, r u n o f f f r o m f e r t i l i z e d l a w n s a n d c r o p l a n d

,

f a i l i n g s e p t i c s y s t e m s

, r u n o f

f f r o m a n i m a l m a n u r e s t o r a g e a r e a s

, d i s t u r b e d l a n d a r e a s

, d r a i n e d w e t l a n d s

, w a t e r t r e a t m e n t

, a n d c o m m e r c i a l c l e a n i n g p r e p a r a t i o n s

.

F o r m s o f p h o s p h o r u s

P h o s p h o r u s h a s a c o m p l i c a t e d s t o r y

. P u r e

, " e l e m e n t a l " p h o s p h o r u s ( P ) i s r a r e

. I n n a t u r e

, p h o s p h o r u s u s u a l l y e x i s t s a s p a r t o f a p h o s p h a t e m o l e c u l e ( P O

4 )

. P h o s p h o r u s i n

a q u a t i c s y s t e m s o c c u r s a s o r g a n i c p h o s p h a t e a n d i n o r g a n i c p h o s p h a t e

. O r g a n i c p h o s p h a t e c o n s i s t s o f a p h o s p h a t e m o l e c u l e a s s o c i a t e d w i t h a c a r b o n

­ b a s e d m o l e c u l e

, a s

i n p l a n t o r a n i m a l t i s s u e

. P h o s p h a t e t h a t i s n o t a s s o c i a t e d w i t h o r g a n i c m a t e r i a l i s i n o r g a n i c

. I n o r g a n i c p h o s p h o r u s i s t h e f o r m r e q u i r e d b y p l a n t s

. A n i m a l s c a n u s e e i t h e r

o r g a n i c o r i n o r g a n i c p h o s p h a t e

.

B o t h o r g a n i c a n d i n o r g a n i c p h o s p h o r u s c a n e i t h e r b e d i s s o l v e d i n t h e w a t e r o r s u s p e n d e d ( a t t a c h e d t o p a r t i c l e s i n t h e w a t e r c o l u m n )

.

T h e p h o s p h o r u s c y c l e

f i g 5 1 2

F i g u r e 5

. 1 2

T h e p h o s p h o r u s c y c l e

P h o s p h o r u s c h a n g e s f o r m a s i t c y c l e s t h r o u g h t h e a q u a t i c e n v i r o n m e n t

.

P h o s p h o r u s c y c l e s t h r o u g h t h e e n v i r o n m e n t

, c h a n g i n g f o r m a s i t d o e s s o ( F i g

. 5

. 1 2 )

. A q u a t i c p l a n t s t a k e i n d i s s o l v e d i n o r g a n i c p h o s p h o r u s a n d c o n v e r t i t t o o r g a n i c

p h o s p h o r u s a s i t b e c o m e s p a r t o f t h e i r t i s s u e s

. A n i m a l s g e t t h e o r g a n i c p h o s p h o r u s t h e y n e e d b y e a t i n g e i t h e r a q u a t i c p l a n t s

, o t h e r a n i m a l s

, o r d e c o m p o s i n g p l a n t a n d

a n i m a l m a t e r i a l

.

A s p l a n t s a n d a n i m a l s e x c r e t e w a s t e s o r d i e

, t h e o r g a n i c p h o s p h o r u s t h e y c o n t a i n s i n k s t o t h e b o t t o m

, w h e r e b a c t e r i a l d e c o m p o s i t i o n c o n v e r t s i t b a c k t o i n o r g a n i c

p h o s p h o r u s

, b o t h d i s s o l v e d a n d a t

t a c h e d t o p a r t i c l e s

. T h i s i n o r g a n i c p h o s p h o r u s g e t s b a c k i n t o t h e w a t e r c o l u m n w h e n t h e b o t t o m i s s t i r r e d u p b y a n i m a l s

, h u m a n a c t i v i t y

,

c h e m i c a l i n t e r a c t i o n s

, o r w a t e r c u r r e n t s

. T h e n i t i s t a k e n u p b y p l a n t s a n d t h e c y c l e b e g i n s a g a i n

.

I n a s t r e a m s y s t e m

, t h e p h o s p h o r u s c y c l e t e n d s t o m o v e p h o s p h o r u s d o w n s t r e a m a s t h e c u r r e n t c a r r i e s d e c o m p o s i n g p l a n t a n d a n i m a l t i s s u e a n d d i s s o l v e d p h o s p h o r u s

. I t

b e c o m e s s t a t i o n a r y o n l y w h e n i t i s t a k e n u p b y p l a n t s o r i s b o u n d t o p a r t i c l e s t h a t s e t t l e t o t h e b o t t o m o f p o o l s

.

I n t h e f i e l d o f w a t e r q u a l i t

y c h e m i s t r y

, p h o s p h o r u s i s d e s c r i b e d u s i n g s e v e r a l t e r m s

. S o m e o f t h e s e t e r m s a r e c h e m i s t r y b a s e d ( r e f e r r i n g t o c h e m i c a l l y b a s e d c o m p o u n d s )

,

a n d o t h e r s a r e m e t h o d s

­ b a s e d ( t h e y d e s c r i b e w h a t i s m e a s u r e d b y a p a r t i c u l a r m e t h o d )

.

T h e t e r m " o r t h o p h o s p h a t e " i s a c h e m i s t r y

­ b a s e d t e r m t h a t r e f e r s t o t h e p h o s p h a t e m o l e c u l e a l l b y i t s e l f

. " R e a c t i v e p h o s p h o r u s " i s a c o r r e s p o n d i n g m e t h o d

­ b a s e d t e r m t h a t

d e s c r i b e s w h a t y o u a r e a c t u a l l y m e a s u r i n g w h e n y o u p e r f o r m t h e t e s t f o r o r t h o p h o s p h a t e

. B e c a u s e t h e l a b p r o c e d u r e i s n ' t q u i t e p e r f e c t

, y o u g e t m o s t l y o r t h o p h o s p h a t e b u t

y o u a l s o g e t a s m a l l f r a c t i o n o f s o m e o t h e r f o r m s

.

M o r e c o m p l e x i n o r g a n i c p h o s p h a t e c o m p o u n d s a r e r e f e r r e d t o a s " c o n d e n s e d p h o s p h a t e s " o r " p o l y p h o s p h a t e s

. " T h e m e t h o d

­ b a s e d t e r m f o r t h e s e f o r m s i s " a c i d

h y d r o l y z a b l e

. "

M o n i t o r i n g p h o s p h o r u s

M o n i t o r i n g p h o s p h o r u s i s c h a l l e n g i n g b e c a u s e i t i n v o l v e s m e a s u r i n g v e r y l o w c o n c e n t r a t i o n s d o w n t o 0

. 0 1 m i l l i g r a m p e r l i t e r ( m g / L ) o r e v e n l o w e r

. E v e n s u c h v e r y l o w

### 6 / 2 1 / 2 0 1 6 5

. 6 P h o s p h o r u s | M o n i t o r i n g & A s s e s s m e n t | U S E P

A

h t t p s : / / a r c h i v e

. e p a

. g o

v / w a t e r / a r c h i v e

/ w e b / h t m l / v m s 5 6

. h t m l 2 / 5 c o n c e n t r a t i o n s o f p h o s p h o r u s c a n h a v e a d r a m a t i c i m p a c t o n s t r e a m s

. L e s s s e n s i t i v e m e t h o d s s h o u l d b e u s e d o n l y t o i d e n t i f y s e r i o u s p r o b l e m a r e a s

.

W h i l e t h e r e a r e m a n y t e s t s f

o r p h o s p h o r u s

, o n l y f

o u r a r e l i k e l y t o b e p e r

f o r m e d b y v o l u n t e e r m o n i t o r s

.

1

. T h e t o t a l o r t h o p h o s p h a t e t e s t i s l a r g e l y a m e a s u r e o f o r t h o p h o s p h a t e

. B e c a u s e t h e s a m p l e i s n o t f i l t e r e d

, t h e p r o c e d u r e m e a s u r e s b o t h d i s s o l v e d a n d s u s p e n d e d

o r t h o p h o s p h a t e

. T h e E P

A

­ a p p r o v e d m e t h o d f

o r m e a s u r i n g t o t a l o r t h o p h o s p h a t e i s k n o w n a s t h e a s c o r b i c a c i d m e t h o d

. B r i e f l y

, a r e a g e n t ( e i t h e r l i q u i d o r p o w d e r )

c o n t a i n i n g a s c o r b i c a c i d a n d a m m o n i u m m o l y b d a t e r e a c t s w i t h o r t h o p h o s p h a t e i n t h e s a m p l e t o f o r m a b l u e c o m p o u n d

. T h e i n t e n s i t

y o f t h e b l u e c o l o r i s d i r e c t l y

p r o p o r t i o n a l t o t h e a m o u n t o f o r t h o p h o s p h a t e i n t h e w a t e r

.

2

. T h e t o t a l p h o s p h o r u s t e s t m e a s u r e s a l l t h e f

o r m s o f p h o s p h o r u s i n t h e s a m p l e ( o r t h o p h o s p h a t e

, c o n d e n s e d p h o s p h a t e

, a n d o r g a n i c p h o s p h a t e )

. T h i s i s

a c c o m p l i s h e d b y f i r s t " d i g e s t i n g " ( h e a t i n g a n d a c i d i f y i n g ) t h e s a m p l e t o c o n v e r t a l l t h e o t h e r f o r m s t o o r t h o p h o s p h a t e

. T h e n t h e o r t h o p h o s p h a t e i s m e a s u r e d b y t h e

a s c o r b i c a c i d m e t h o d

. B e c a u s e t h e s a m p l e i s n o t f i l t e r e d

, t h e p r o c e d u r e m e a s u r e s b o t h d i s s o l v e d a n d s u s p e n d e d o r t h o p h o s p h a t e

.

3

. T h e d i s s o l v e d p h o s p h o r u s t e s t m e a s u r e s t h a t f r a c t i o n o f t h e t o t a l p h o s p h o r u s w h i c h i s i n s o l u t i o n i n t h e w a t e r ( a s o p p o s e d t o b e i n g a t t a c h e d t o s u s p e n d e d

p a r t i c l e s )

. I t i s d e t e r m i n e d b y f i r s t f i l t e r i n g t h e s a m p l e

, t h e n a n a l y z i n g t h e f i l t e r e d s a m p l e f o r t o t a l p h o s p h o r u s

.

4

. I n s o l u b l e p h o s p h o r u s i s c a l c u l a t e d b y s u b t r a c t i n g t h e d i s s o l v e d p h o s p h o r u s r e s u l t f r o m t h e t o t a l p h o s p h o r u s r e s u l t

.

A l l t h e s e t e s t s h a v e o n e t h i n g i n c o m m o n t h e y a l l d e p e n d o n m e a s u r i n g o r t h o p h o s p h a t e

. T h e t o t a l o r t h o p h o s p h a t e t e s t m e a s u r e s t h e o r t h o p h o s p h a t e t h a t i s a l r e a d y

p r e s e n t i n t h e s a m p l e

. T h e o t h e r s m e a s u r e t h a t w h i c h i s a l r e a d y p r e s e n t a n d t h a t w h i c h i s f o r m e d w h e n t h e o t h e r f

o r m s o f p h o s p h o r u s a r e c o n v e r t e d t o o r t h o p h o s p h a t e b y

d i g e s t i o n

.



## S a m p l i n g a n d e q u i p m e n t c o n s i d e r

a t i o n s

M o n i t o r i n g p h o s p h o r u s i n v o l v e s t

w o b a s i c s t e p s :

C o l l e c t i n g a w a t e r s a m p l e

A n a l y z i n g i t i n t h e f i e l d o r l a b f

o r o n e o f t h e t y p e s o f p h o s p h o r u s d e s c r i b e d a b o v e

. T h i s m a n u a l d o e s n o t a d d r e s s l a b o r a t o r y m e t h o d s

. R e f e r t o t h e r e f e r e n c e s c i t e d

a t t h e e n d o f t h i s s e c t i o n

.

S a m p l e C o n t a i n e r s

S a m p l e c o n t a i n e r s m a d e o f e i t h e r s o m e f o r m o f p l a s t i c o r P y r e x g l a s s a r e a c c e p t a b l e t o E P A

. B e c a u s e p h o s p h o r u s m o l e c u l e s h a v e a t e n d e n c y t o " a d s o r b " ( a t t a c h ) t o t h e

i n s i d e s u r f a c e o f s a m p l e c o n t a i n e r s

, i f c o n t a i n e r s a r e t o b e r e u s e d t h e y m u s t b e a c i d

­ w a s h e d t o r e m o v e a d s o r b e d p h o s p h o r u s

. T h e r e f o r e

, t h e c o n t a i n e r m u s t b e a b l e t o

w i t h s t a n d r e p e a t e d c o n t a c t w i t h h y d r o c h l o r i c a c i d

. P l a s t i c c o n t a i n e r s e i t h e r h i g h

­ d e n s i t y p o l y e t h y l e n e o r p o l y p r o p y l e n e m i g h t b e p r e f e r a b l e t o g l a s s f r o m a p r a c t i c a l

s t a n d p o i n t b e c a u s e t h e y w i l l b e t

t e r w i t h s t a n d b r e a k a g e

. S o m e p r o g r a m s u s e d i s p o s a b l e

, s t e r i l e

, p l a s t i c W h i r l

­ p a k ® b a g s

. T h e s i z e o f t h e c o n t a i n e r w i l l d e p e n d o n t h e

s a m p l e a m o u n t n e e d e d f

o r t h e p h o s p h o r u s a n a l y s i s m e t h o d y o u c h o o s e a n d t h e a m o u n t n e e d e d f o r o t h e r a n a l y s e s y o u i n t e n d t o p e r

f o r m

.

D e d i c a t e d L a b w a r e

A l l c o n t a i n e r s t h a t w i l l h o l d w a t e r s a m p l e s o r c o m e i n t o c o n t a c t w i t h r e a g e n t s u s e d i n t h i s t e s t m u s t b e d e d i c a t e d

. T h a t i s

, t h e y s h o u l d n o t b e u s e d f o r o t h e r t e s t s

. T h i s i s t o

e l i m i n a t e t h e p o s s i b i l i t

y t h a t r e a g e n t s c o n t a i n i n g p h o s p h o r u s w i l l c o n t a m i n a t e t h e l a b w a r e

. A l l l a b w a r e s h o u l d b e a c i d

­ w a s h e d

. T h e o n l y f o r m o f p h o s p h o r u s t h i s m a n u a l

r e c o m m e n d s f o r f i e l d a n a l y s i s i s t o t a l o r t h o p h o s p h a t e

, w h i c h u s e s t h e a s c o r b i c a c i d m e t h o d o n a n u n t r e a t e d s a m p l e

. A n a l y s i s o f a n y o f t h e o t h e r f o r m s r e q u i r e s a d d i n g

p o t e n t i a l l y h a z a r d o u s r e a g e n t s

, h e a t i n g t h e s a m p l e t o b o i l i n g

, a n d u s i n g t o o m u c h t i m e a n d t o o m u c h e q u i p m e n t t o b e p r a c t i c a l

. I n a d d i t i o n

, a n a l y s i s f o r o t h e r f o r m s o f

p h o s p h o r u s i s p r o n e t o e r r o r s a n d i n a c c u r a c i e s i n a f i e l d s i t u a t i o n

. P r e t r e a t m e n t a n d a n a l y s i s f o r t h e s e o t h e r f o r m s s h o u l d b e h a n d l e d i n a l a b o r a t o r y

.

A s c o r b i c A c i d M e t h o d

I n t h e a s c o r b i c a c i d m e t h o d

, a c o m b i n e d l i q u i d o r p r e p a c k a g e d p o w d e r r e a g e n t

, c o n s i s t i n g o f s u l f u r i c a c i d

, p o t a s s i u m a n t i m o n y l t a r t r a t e

, a m m o n i u m m o l y b d a t e

, a n d

a s c o r b i c a c i d ( o r c o m p a r a b l e c o m p o u n d s )

, i s a d d e d t o e i t h e r 5 0 o r 2 5 m L o f t h e w a t e r s a m p l e

. T h i s c o l o r s t h e s a m p l e b l u e i n d i r e c t p r o p o r t i o n t o t h e a m o u n t o f

o r t h o p h o s p h a t e i n t h e s a m p l e

. A b s o r b a n c e o r t r a n s m i t t a n c e i s t h e n m e a s u r e d a f

t e r 1 0 m i n u t e s

, b u t b e f

o r e 3 0 m i n u t e s

, u s i n g a c o l o r c o m p a r a t o r w i t h a s c a l e i n m i l l i g r a m s

p e r l i t e r t h a t i n c r e a s e s w i t h t h e i n c r e a s e i n c o l o r h u e

, o r a n e l e c t r o n i c m e t e r t h a t m e a s u r e s t h e a m o u n t o f l i g h t a b s o r b e d o r t r a n s m i t t e d a t a w a v e l e n g t h o f 7 0 0

­ 8 8 0

n a n o m e t e r s ( a g a i n d e p e n d i n g o n m a n u f a c t u r e r ' s d i r e c t i o n s )

.

A c o l o r c o m p a r a t o r m a y b e u s e f u l f

o r i d e n t i f y i n g h e a v i l y p o l l u t e d s i t e s w i t h h i g h c o n c e n t r a t i o n s ( g r e a t e r t h a n 0

. 1 m g / L )

. H o w e v e r

, m a t c h i n g t h e c o l o r o f a t r e a t e d s a m p l e t o a

c o m p a r a t o r c a n b e v e r y s u b j e c t i v e

, e s p e c i a l l y a t l o w c o n c e n t r a t i o n s

, a n d c a n l e a d t o v a r i a b l e r e s u l t s

.

A f i e l d s p e c t r o p h o t o m e t e r o r c o l o r i m e t e r w i t h a 2

. 5

­ c m l i g h t p a t h a n d a n i n f r a r e d p h o t o c e l l ( s e t f o r a w a v e l e n g t h o f 7 0 0

­ 8 8 0 n m ) i s r e c o m m e n d e d f o r a c c u r a t e d e t e r m i n a t i o n

o f l o w c o n c e n t r a t i o n s ( b e t

w e e n 0

. 2 a n d 0

. 0 2 m g / L )

. U s e o f a m e t e r r e q u i r e s t h a t y o u p r e p a r e a n d a n a l y z e k n o w n s t a n d a r d c o n c e n t r a t i o n s a h e a d o f t i m e i n o r d e r t o c o n v e r t

t h e a b s o r b a n c e r e a d i n g s o f y o u r s t r e a m s a m p l e t o m i l l i g r a m s p e r l i t e r

, o r t h a t y o u r m e t e r r e a d s d i r e c t l y a s m i l l i g r a m s p e r l i t e r

.



## H o w t o p r e p a r e s t a n d a r d c o n c e n t r a t i o n s

N o t e t h a t t h i s s t e p i s b e s t a c c o m p l i s h e d i n t h e l a b b e f o r e l e a v i n g f o r s a m p l i n g

. S t a n d a r d s a r e p r e p a r e d u s i n g a p h o s p h a t e s t a n d a r d s o l u t i o n o f 3 m g / L a s p h o s p h a t e ( P O 4 )

.

T h i s i s e q u i v a l e n t t o a c o n c e n t r a t i o n o f 1 m g / L a s P h o s p h o r u s ( P )

. A l l r e f e r e n c e s t o c o n c e n t r a t i o n s a n d r e s u l t s f r o m t h i s p o i n t o n i n t h i s p r o c e d u r e w i l l b e e x p r e s s e d a s m g / L

a s P

, s i n c e t h i s i s t h e c o n v e n t i o n f

o r r e p o r t i n g r e s u l t s

.

S i x s t a n d a r d c o n c e n t r a t i o n s w i l l b e p r e p a r e d f o r e v e r y s a m p l i n g d a t e i n t h e r a n g e o f e x p e c t e d r e s u l t s

. F o r m o s t s a m p l e s

, t h e f o l l o w i n g s i x c o n c e n t r a t i o n s s h o u l d b e

a d e q u a t e :

0

. 0 0 m g / L 0

. 1 2 m g / L

0

. 0 4 m g / L 0

. 1 6 m g / L

0

. 0 8 m g / L 0

. 2 0 m g / L

### 6 / 2 1 / 2 0 1 6 5

. 6 P h o s p h o r u s | M o n i t o r i n g & A s s e s s m e n t | U S E P

A

h t t p s : / / a r c h i v e

. e p a

. g o

v / w a t e r / a r c h i v e

/ w e b / h t m l / v m s 5 6

. h t m l 3 / 5 P r o c e e d a s f o l l o w s :

1

. S e t o u t s i x 2 5

­ m L v o l u m e t r i c f l a s k s o n e f o r e a c h s t a n d a r d

. L a b e l t h e f l a s k s 0

. 0 0

, 0

. 0 4

, 0

. 0 8

, 0

. 1 2

, 0

. 1 6

, a n d 0

. 2 0

.

2

. P o u r a b o u t 3 0 m L o f t h e p h o s p h a t e s t a n d a r d s o l u t i o n i n t o a 5 0 m L b e a k e r

.

3

. U s e 1

­ , 2

­ , 3

­ , 4

­ , a n d 5

­ m L C l a s s A v o l u m e t r i c p i p e t s t o t r a n s f e r c o r r e s p o n d i n g v o l u m e s o f p h o s p h a t e s t a n d a r d s o l u t i o n t o e a c h 2 5

­ m L v o l u m e t r i c f l a s k a s f o l l o w s :

S t a n d a r d

C o n c e n t r a t i o n m L o f P h o s p h a t e

S t a n d a r d S o l u t i o n

0

. 0 0 0

0

. 0 4 1

0

. 0 8 2

0

. 1 2 3

0

. 1 6 4

0

. 2 0 5

N o t e : T h e s t a n d a r d s o l u t i o n i s c a l c u l a t e d b a s e d o n t h e e q u a t i o n : A = ( B x C ) ö D

W h e r e :

A = m L o f s t a n d a r d s o l u t i o n n e e d e d

B = d e s i r e d c o n c e n t r a t i o n o f s t a n d a r d

C = f i n a l v o l u m e ( m L ) o f s t a n d a r d

D = c o n c e n t r a t i o n o f s t a n d a r d s o l u t i o n

F o r e x a m p l e

, t o f i n d o u t h o w m u c h p h o s p h a t e s t a n d a r d s o l u t i o n t o u s e t o m a k e a 0

. 0 4

­ m g / L s t a n d a r d :

A = ( 0

. 0 4 x 2 5 ) ö 1 A = 1 m L

B e f o r e t r a n s f e r r i n g t h e s o l u t i o n

, c l e a r e a c h p i p e t b y f i l l i n g i t o n c e w i t h t h e s t a n d a r d s o l u t i o n a n d b l o w i n g i t o u t

. R i n s e e a c h p i p e t w i t h d e i o n i z e d w a t e r a f t e r u s e

.

4

. F i l l t h e r e m a i n d e r o f e a c h 2 5 m L v o l u m e t r i c f l a s k w i t h d i s t i l l e d

, d e i o n i z e d w a t e r t o t h e 2 5 m L l i n e

. S w i r l t o m i x

.

5

. S e t o u t a n d l a b e l s i x 5 0

­ m L E r l e n m e y e r f l a s k s : 0

. 0 0

, 0

. 0 4

, 0

. 0 8

, 0

. 1 2

, 0

. 1 6

, a n d 0

. 2 0

. P o u r t h e s t a n d a r d s f r o m t h e v o l u m e t r i c f l a s k s t o t h e E r l e n m e y e r f l a s k s

.

6

. L i s t t h e s t a n d a r d c o n c e n t r a t i o n s ( 0

. 0 0

, 0

. 0 4

, 0

. 0 8

, 0

. 1 2

, 0

. 1 6

, a n d 0

. 2 0 ) u n d e r " B o t t l e # " o n t h e l a b s h e e t

.

7

. A n a l y z e e a c h o f t h e s e s t a n d a r d c o n c e n t r a t i o n s a s d e s c r i b e d i n t h e s e c t i o n b e l o w

.



## H o w t o c o l l e c t a n d a n a l y z e s a m p l e s

T h e f i e l d p r o c e d u r e s f

o r c o l l e c t i n g a n d a n a l y z i n g s a m p l e s f

o r p h o s p h o r u s c o n s i s t o f t h e f

o l l o w i n g t a s k s :



## T A S K 1 P r e p a r e t h e s a m p l e c o n t a i n e r s

I f f a c t o r y

­ s e a l e d

, d i s p o s a b l e W h i r l

­ p a k ® b a g s a r e u s e d f o r s a m p l i n g

, n o p r e p a r a t i o n i s n e e d e d

. R e u s e d s a m p l e c o n t a i n e r s ( a n d a l l g l a s s w a r e u s e d i n t h i s p r o c e d u r e ) m u s t

b e c l e a n e d ( i n c l u d i n g a c i d r i n s e ) b e f

o r e t h e f i r s t r u n a n d a f

t e r e a c h s a m p l i n g r u n b y f

o l l o w i n g t h e p r o c e d u r e d e s c r i b e d i n M e t h o d B o n p a g e 1 2 8

. R e m e m b e r t o w e a r l a t e x

g l o v e s

.



## T A S K 2 P r e p a r e b e f o r e l e a v i n g f o r t h e s a m p l e s i t e

R e f e r t o s e c t i o n 2

. 3

­ S a f

e t y C o n s i d e r a t i o n s f

o r d e t a i l s o n c o n f i r m i n g s a m p l i n g d a t e a n d t i m e

, s a f e t y c o n s i d e r a t i o n s

, c h e c k i n g s u p p l i e s

, a n d c h e c k i n g w e a t h e r a n d

d i r e c t i o n s

. I n a d d i t i o n t o s a m p l e c o n t a i n e r s a n d t h e s t a n d a r d s a m p l i n g a p p a r e l

, y o u w i l l n e e d t h e f o l l o w i n g e q u i p m e n t a n d s u p p l i e s f

o r t o t a l r e a c t i v e p h o s p h o r u s a n a l y s i s :

C o l o r c o m p a r a t o r o r f i e l d s p e c t r o p h o t o m e t e r w i t h s a m p l e t u b e s f o r r e a d i n g t h e a b s o r b a n c e o f t h e s a m p l e

P r e p a c k a g e d r e a g e n t s ( c o m b i n e d r e a g e n t s ) t o t u r n t h e w a t e r b l u e

D e i o n i z e d o r d i s t i l l e d w a t e r t o r i n s e t h e s a m p l e t u b e s b e t w e e n u s e s

W a s h b o t t l e t o h o l d r i n s e w a t e r

M i x i n g c o n t a i n e r w i t h a m a r k a t t h e r e c o m m e n d e d s a m p l e v o l u m e ( u s u a l l y 2 5 m L ) t o h o l d a n d m i x t h e s a m p l e

C l e a n

, l i n t

­ f r e e w i p e s t o c l e a n a n d d r y t h e s a m p l e t u b e s

N o t e t h a t p r e p a c k a g e d r e a g e n t s a r e r e c o m m e n d e d f o r e a s e a n d s a f e t y

.



## T A S K 3 C o l l e c t t h e s a m p l e

R e f e r t o T a s k 2 i n t h e I n t r o d u c t i o n t o C h a p t e r 5 f

o r d e t a i l s o n h o w t o c o l l e c t w a t e r s a m p l e s u s i n g s c r e w

­ c a p b o t t l e s o r W h i r l

­ p a k ® b a g s

.



## T A S K 4 A n a l y z e t h e s a m p l e i n t h e f i e l d ( f o r t o t a l o r t h o p h o s p h a t e o n l y ) u s i n g t h e a s c o r b i c a c i d m e t h o d

.

I f u s i n g a n e l e c t r o n i c s p e c t r o p h o t o m e t e r o r c o l o r i m e t e r :

1

. " Z e r o " t h e m e t e r ( i f y o u a r e u s i n g o n e ) u s i n g a r e a g e n t b l a n k ( d i s t i l l e d w a t e r p l u s t h e r e a g e n t p o w d e r ) a n d f o l l o w i n g t h e m a n u f

a c t u r e r ' s d i r e c t i o n s

.

2

. P o u r t h e r e c o m m e n d e d s a m p l e v o l u m e ( u s u a l l y 2 5 m L ) i n t o a m i x i n g c o n t a i n e r a n d a d d r e a g e n t p o w d e r p i l l o w s

. S w i r l t o m i x

. W a i t t h e r e c o m m e n d e d t i m e ( u s u a l l y

a t l e a s t 1 0 m i n u t e s ) b e f

o r e p r o c e e d i n g

.

3

. P o u r t h e f i r s t f i e l d s a m p l e i n t o t h e s a m p l e c e l l t e s t t u b e

. W i p e t h e t u b e w i t h a l i n t

­ f r e e c l o t h t o b e s u r e i t i s c l e a n a n d f r e e o f s m u d g e s o r w a t e r d r o p l e t s

. I n s e r t t h e

t u b e i n t o t h e s a m p l e c e l l

.

4

. R e c o r d t h e b o t

t l e n u m b e r o n t h e f i e l d d a t a s h e e t

.

5

. P l a c e t h e c o v e r o v e r t h e s a m p l e c e l l

. R e a d t h e a b s o r b a n c e o r c o n c e n t r a t i o n o f t h i s s a m p l e a n d r e c o r d i t o n t h e f i e l d d a t a s h e e t

.

6

. P o u r t h e s a m p l e b a c k i n t o i t s f l a s k

.

### 6 / 2 1 / 2 0 1 6 5

. 6 P h o s p h o r u s | M o n i t o r i n g & A s s e s s m e n t | U S E P

A

h t t p s : / / a r c h i v e

. e p a

. g o

v / w a t e r / a r c h i v e

/ w e b / h t m l / v m s 5 6

. h t m l 4 / 5 A b s o r b a n c e v s

. C o n c e n t r a t i o n

F i g u r e 5

. 1 3

A b s o r b a n c e o f s t a n d a r d c o n c e n t r a t i o n s

, w h e n

p l o t t e d

, s h o u l d r e s u l t i n a s t r a i g h t l i n e 7

. R i n s e t h e s a m p l e c e l l t e s t t u b e a n d m i x i n g c o n t a i n e r t h r e e t i m e s w i t h d i s t i l l e d

, d e i o n i z e d w a t e r

. A v o i d t o u c h i n g t h e l o w e r p o r t i o n o f t h e s a m p l e c e l l t e s t t u b e

. W i p e

w i t h a c l e a n

, l i n t

­ f r e e w i p e

. B e s u r e t h a t t h e l o w e r p a r t o f t h e s a m p l e c e l l t e s t t u b e i s c l e a n a n d f r e e o f s m u d g e s o r w a t e r d r o p l e t s

.

B e s u r e t o u s e t h e s a m e s a m p l e c e l l t e s t t u b e f o r e a c h s a m p l e

. I f t h e t e s t t u b e b r e a k s

, u s e a n e w o n e a n d r e p e a t s t e p 1 t o " z e r o " t h e m e t e r

.

I f u s i n g a c o l o r c o m p a r a t o r :

1

. F o l l o w t h e m a n u f

a c t u r e r ' s d i r e c t i o n s

. B e s u r e t o p a y a t

t e n t i o n t o t h e d i r e c t i o n o f y o u r l i g h t s o u r c e w h e n r e a d i n g t h e c o l o r d e v e l o p m e n t

. T h e l i g h t s o u r c e s h o u l d b e

i n t h e s a m e p o s i t i o n r e l a t i v e t o t h e c o l o r c o m p a r a t o r f o r e a c h s a m p l e

. O t h e r

w i s e

, t h i s i s a s o u r c e o f s i g n i f i c a n t e r r o r

. A s a q u a l i t y c h e c k

, h a v e s o m e o n e e l s e r e a d

t h e c o m p a r a t o r a f

t e r y o u

.

2

. R e c o r d t h e c o n c e n t r a t i o n o n t h e f i e l d d a t a s h e e t

.



## T A S K 5 R e t u r n t h e s a m p l e s ( f o r l a b a n a l y s i s f o r o t h e r t e s t s ) a n d t h e f i e l d d a t a s h e e t s t o t h e l a b / d r o p

­ o f f p o i n t

.

S a m p l e s f o r d i f f e r e n t t y p e s o f p h o s p h o r u s m u s t b e a n a l y z e d w i t h i n a c e r t a i n t i m e p e r i o d

. F o r s o m e t y p e s o f p h o s p h o r u s

, t h i s i s a m a t

t e r o f h o u r s ; f o r o t h e r s

, s a m p l e s c a n b e

p r e s e r v e d a n d h e l d f o r l o n g e r p e r i o d s

. S a m p l e s b e i n g t e s t e d f o r o r t h o p h o s p h a t e m u s t b e a n a l y z e d w i t h i n 4 8 h o u r s o f c o l l e c t i o n

. I n a n y c a s e

, k e e p t h e s a m p l e s o n i c e a n d

t a k e t h e m t o t h e l a b o r d r o p

­ o f

f p o i n t a s s o o n a s p o s s i b l e

.



## T A S K 6 A n a l y z e t h e s a m p l e s i n t h e l a b

.

L a b m e t h o d s f o r o t h e r t e s t s a r e d e s c r i b e d i n t h e r e f

e r e n c e s b e l o w ( A P H A

. 1 9 9 2 ; H a c h C o m p a n y

, 1 9 9 2 ; R i v e r W a t c h N e t w o r k

, 1 9 9 2 ; U S E P

A

, 1 9 8 3 )

.



## T A S K 7 R e p o r t t h e r e s u l t s a n d c o n v e r t t o m i l l i g r a m s p e r l i t e r

F i r s t

, a b s o r b a n c e v a l u e s m u s t b e c o n v e r t e d t o m i l l i g r a m s p e r l i t e r

. T h i s i s d o n e b y c o n s t r u c t i n g a " s t a n d a r d c u r v e " u s i n g t h e a b s o r b a n c e r e s u l t s f r o m y o u r s t a n d a r d

c o n c e n t r a t i o n s

.

1

. M a k e a n a b s o r b a n c e v e r s u s c o n c e n t r a t i o n g r a p h o n g r a p h p a p e r :

M a k e t h e " y " ( v e r t i c a l ) a x i s a n d l a b e l i t " a b s o r b a n c e

. " M a r k t h i s a x i s i n 0

. 0 5 i n c r e m e n t s f r o m 0 a s h i g h a s t h e g r a p h p a p e r w i l l a l l o w

.

M a k e t h e " x " ( h o r i z o n t a l ) a x i s a n d l a b e l i t " c o n c e n t r a t i o n : m g / L a s P

. " M a r k t h i s a x i s w i t h t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e s t a n d a r d s : 0

, 0

. 0 4

, 0

. 0 8

, 0

. 1 2

, 0

. 1 6

, 0

. 2 0

.

2

. P l o t t h e a b s o r b a n c e o f t h e s t a n d a r d c o n c e n t r a t i o n s o n t h e g r a p h

.

3

. D r a w a " b e s t f i t " s t r a i g h t l i n e t h r o u g h t h e s e p o i n t s

. T h e l i n e s h o u l d t o u c h ( o r a l m o s t t o u c h ) e a c h o f t h e p o i n t s

. I f i t d o e s n ' t

, m a k e u p n e w s t a n d a r d s a n d r e p e a t t h e

p r o c e d u r e

.

E x a m p l e : S u p p o s e y o u m e a s u r e t h e a b s o r b a n c e o f t h e s i x s t a n d a r d c o n c e n t r a t i o n s a s f o l l o w s :

C o n c e n t r a t i o n A b s o r b a n c e

0

. 0 0 0

. 0 0 0

0

. 0 4 0

. 0 3 9

0

. 0 8 0

. 0 7 8

0

. 1 2 0

. 1 0 5

0

. 1 6 0

. 1 5 5

0

. 2 0 0

. 1 9 2

T h e r e s u l t i n g s t a n d a r d c u r

v e i s d i s p l a y e d i n F i g

. 5

. 1 3

.

4

. F o r e a c h s a m p l e

, l o c a t e t h e a b s o r b a n c e o n t h e " y " a x i s

, r e a d h o r i z o n t a l l y o v e r t o t h e l i n e

, a n d t h e n m o r e d o w n t o

r e a d t h e c o n c e n t r a t i o n i n m g / L a s P

.

5

. R e c o r d t h e c o n c e n t r a t i o n o n t h e l a b s h e e t i n t h e a p p r o p r i a t e c o l u m n

. N O T E : T h e d e t e c t i o n l i m i t f o r t h i s t e s t i s 0

. 0 1

m g / L

. R e p o r t a n y r e s u l t s l e s s t h a n 0

. 0 1 a s " < 0

. 0 1

. " R o u n d o f f a l l r e s u l t s t o t h e n e a r e s t h u n d r e d t h o f a m g / L

.

R e s u l t s c a n e i t h e r b e r e p o r t e d " a s P " o r " a s P O 4

. " R e m e m b e r t h a t y o u r r e s u l t s a r e r e p o r t e d a s m i l l i g r a m s p e r l i t e r w e i g h t

p e r u n i t o f v o l u m e

. S i n c e t h e P O 4 m o l e c u l e i s t h r e e t i m e s a s h e a v y a s t h e P a t o m

, r e s u l t s r e p o r t e d a s P O 4 a r e t h r e e

t i m e s t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h o s e r e p o r t e d a s P

. F o r e x a m p l e

, i f y o u m e a s u r e 0

. 0 6 m g / L a s P O 4

, t h a t ' s e q u i v a l e n t t o 0

. 0 2

m g / L a s P

. T o c o n v e r t P O 4 t o P

, d i v i d e b y 3

. T o c o n v e r t P t o P O 4

, m u l t i p l y b y 3

. T

o a v o i d t h i s c o n f u s i o n

, a n d s i n c e m o s t

s t a t e w a t e r q u a l i t

y s t a n d a r d s a r e r e p o r t e d a s P

, t h i s m a n u a l r e c o m m e n d s t h a t r e s u l t s a l w a y s b e r e p o r t e d a s P

.



## R e f e r e n c e s

A P H A

. 1 9 9 2

. S t

a n d a r d m e t h o d s f o r t h e e x a m i n a t i o n o f w a t e r a n d w a s t e w a t e r

. 1 8 t h

e d

. A m e r i c a n P u b l i c H e a l t h

A s s o c i a t i o n

, W a s h i n g t o n

, D C

.

B l a c k

, J

. A

. 1 9 7 7

. W

a t e r p o l l u t i o n t e c h n o l o g y

. R e s t o n P u b l i s h i n g C o

. , R e s t o n

, V

A

.

C a d u t o

, M

. J

. 1 9 9 0

. P o n d a n d b r

o o k

. U n i v e r s i t y P r e s s o f N e w E n g l a n d

, H a n o v e r

, N H

.

D a t e s

, G e o f f

. 1 9 9 4

. M o n i t o r i n g f

o r p h o s p h o r u s o r h o w c o m e t h e y d o n ' t t e l l y o u t h i s s t u f f i n t h e m a n u a l ? V

o l u n t e e r M o n i t o r

, V o l

. 6 ( 1 )

, s p r i n g 1 9 9 4

.

H a c h C o m p a n y

. 1 9 9 2

. H a c h w a t

e r a n a l y s i s h a n d b o o k

. 2 n d e d

. L o v e l a n d

, C O

.

R i v e r W a t c h N e t w o r k

. 1 9 9 1

. T o t a l p h o s p h o r u s t e s t ( a d a p t e d f r o m S t a n d a r d M e t h o d s )

. J u l y 1 7

.

R i v e r W a t c h N e t w o r k

. 1 9 9 2

. T o t a l p h o s p h o r u s ( p e r s u l f a t e d i g e s t i o n f o l l o w e d b y a s c o r

b i c a c i d p r o c e d u r e

, H a c h a d a p t a t i o n o f S t a n d a r d M e t h o d s )

. J u l y 1

.

U S E P A

. 1 9 8 3

. M e t h o d s f o r c h e m i c a l a n a l

y s i s o f w a t e r a n d w a s t e s

. 2 n d

e d

. M e t h o d 3 6 5

. 2

. U

. S

. E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y

, W a s h i n g t o n

, D C

.

### 6 / 2 1 / 2 0 1 6 5

. 6 P h o s p h o r u s | M o n i t o r i n g & A s s e s s m e n t | U S E P

A

h t t p s : / / a r c h i v e

. e p a

. g o

v / w a t e r / a r c h i v e

/ w e b / h t m l / v m s 5 6

. h t m l 5 / 5 L a s t u p d a t e d o n T u e s d a y

, M a r c h 0 6

, 2 0 1 2 U S E P A

. 1 9 8 3

. M e t h o d s f o r c h e m i c a l a n a l

y s i s o f w a t e r a n d w a s t e s

. 2 n d

e d

. M e t h o d 3 6 5

. 2

. U

. S

. E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c y

, W a s h i n g t o n

, D C

.