淺析離子色譜法測定土壤中水溶性硫酸鹽

龐利蘋 李廣磊

摘 要：離子色譜法測定土壤中水溶性硫酸鹽是用去離子水提取土壤中的硫酸鹽，提取液經慢速定量濾紙過濾后，用容量瓶定容至一定體積，樣品溶液經離子色譜儀進行分析測試，根據樣品溶液中硫酸根離子的濃度計算出土壤中水溶性硫酸鹽的含量。該文利用離子色譜法對土壤中水溶性硫酸鹽進行分析，介紹了離子色譜儀的色譜條件及相關實驗步驟。該方法操作簡便、快速、可靠。

關鍵詞：離子色譜法；土壤；硫酸鹽

中圖分類號：O657 文獻標志碼：A

硫酸鹽在自然界中分布廣泛，在土壤中常以微溶或不溶的礦物鹽形式存在。硫酸鹽能改變土壤pH值，造成土壤的酸堿度失衡，影響植物根系對其他礦物鹽和微量元素的吸收，也直接影響植物對硫元素的吸收和利用。測定土壤中硫酸鹽含量對確定鹽土類型以及改良利用土壤都具有重要的意義。有文獻介紹重量法、EDTA容量法、陽離子交換法和硫酸鋇比濁法測定硫酸根離子，但硫酸鋇比濁法精密度較差，另外3種方法操作煩瑣冗長。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

DX-120型離子色譜儀：色譜柱Shodex IC SI-90 4E、陰離子抑制器、電導檢測器；土壤前處理器具：木錘、土壤粉碎機、研缽、樣品篩（2 mm、0.25 mm）等；FA2004N電子天平；振蕩器；真空抽濾裝置等。

1.2 試劑

實驗用水為電阻率≥18 MΩ·cm（25 ℃），并經過0.22 ?m微孔濾膜過濾的去離子水。碳酸鈉（Na2CO3）、碳酸氫鈉（NaHCO3）、無水硫酸鈉（Na2SO4）等所用試劑均為符合國家標準的優級純試劑。

1.2.1 硫酸根標準貯備液

ρ（SO42-）=1 000 mg/L。準確稱取1.4792 g無水硫酸鈉溶于適量水中，全量轉入1 000 mL容量瓶，用水稀釋定容至標線，混勻。亦可購買市售有證標準物質。

1.2.2 硫酸根標準使用液

移取50.00 mL硫酸根標準貯備液（1.2.1）于250 mL容量瓶中，用水稀釋定容至標線，混勻。配制成濃度為200 mg/L的SO42-標準使用液。

1.3 試樣制備方法

1.3.1 土壤樣品的制備

采來的土壤樣品應及時進行風干。將土壤樣品仔細挑去石塊、根莖等雜物，平鋪在干凈的濾紙上，攤成薄層放于室內陰涼通風處風干，并經常翻動加速干燥。風干后的樣品過2 mm篩，用四分法縮分土樣制得一份約為200 g的樣品。過0.25 mm篩，進一步縮分約10 g的試樣。將試樣放在適合的容器中，在不超過40 ℃下干燥，直至試樣每隔4 h稱重的質量差應小于0.1 %（m/m），并于干燥器內冷卻。

1.3.2 試料的制備

稱取10.0 g試樣于250 mL聚乙烯瓶中，加入50.0 mL水，以1︰5土水比提取水溶性硫酸鹽，擰緊瓶蓋，置于振蕩器上，在20 ℃～25 ℃下以150 r·min-1～200 r·min-1震蕩提取16 h。將提取液置于離心管中，經離心分離后，將上清液傾出，定容待測。

1.3.3 空白試驗

不加入試樣，按照1.3.2相同步驟制備空白試料。

1.4 實驗與分析方法

1.4.1 標準曲線的繪制

分別準確移取0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL、10.0 mL、15.0 mL、20.0 mL濃度為200 mg/L的硫酸根標準使用液（1.2.2）置于一組100 mL容量瓶中，用水稀釋定容至標線，混勻。配制成0.00 mg·L-1、2.00 mg·L-1、4.00 mg·L-1、10.0 mg·L-1、20.0 mg·L-1、30.0 mg·L-1、40.0 mg·L-1硫酸根標準系列。可根據被測樣品的濃度確定合適的標準系列濃度范圍。按其濃度由低到高的順序依次注入離子色譜儀，使用電導檢測器，淋洗液采用1.8 mmol·L-1碳酸鈉和1.7 mmol·L-1碳酸氫鈉混合溶液，流速為1.2 mL·min-1，柱溫25 ℃，進樣體積20 ?L。記錄峰面積（或峰高），以硫酸根離子的質量濃度為橫坐標，以峰面積（或峰高）為縱坐標，繪制標準曲線。

1.4.2 試樣測定方法

按照與繪制標準曲線相同的色譜條件，將提取的試樣（1.3.2）經0.22 μm微孔濾膜過濾，注入離子色譜儀測定硫酸根濃度，以保留時間定性，儀器響應值定量。測得試樣中硫酸根離子的濃度，同時測定空白試料中硫酸鹽的含量，計算土壤樣品中硫酸鹽的含量。

注：如果測定結果超出標準曲線范圍，應將樣品用實驗用水稀釋處理后重新測定，同時記錄樣品稀釋倍數（f）。

2 結果與討論

2.1 結果計算

硫酸鹽（mg·kg-1）=ρ×V×f/m

式中：ρ—試樣溶液中硫酸根離子的質量濃度，mg·L-1；f—稀釋倍數；m—土壤樣品的質量，g；V—浸出液的定容體積，mL。

2.2 準確度及精密度分析

該方法以保留時間定性，以峰面積定量，得到回歸方程為y=198366x-42768，相關系數R2=0.9996。采用該方法對土壤樣品進行加標回收率測定，平行測定6次，結果見表1。

由表1可見，加標回收率為95.6 %～99.2 %，加標前土壤樣品測定值相對偏差為1.8 %，加標后樣品測定值相對偏差為1.3 %，說明該方法具有良好的準確度和精密度。

2.3 方法比對分析

利用該方法和環境保護部標準方法《土壤水溶性和酸溶性硫酸鹽的測定重量法》（HJ 635—2012）對同一土壤樣品進行測定，各平行測定6次，結果見表2。

由表2可見，采用離子色譜法和重量法分別對同一土壤樣品進行測定，相對偏差為1.1 %。

3 結論

綜上，離子色譜法測定土壤中水溶性硫酸鹽是可行的。該方法簡便易行，精密度、準確度良好。目前大多數實驗室認證《土壤 水溶性和酸溶性硫酸鹽的測定 重量法》（HJ 635—2012），但是在實際操作中，重量法比較煩瑣，而離子色譜法則比較簡便，實驗室可對此進行方法確認。

參考文獻

[1]龍西建.淺析土壤中可溶性硫酸鹽的測定[J]世界有色金屬，2016，23（1）：124-127.

[2]環境保護部.土壤水溶性和酸溶性硫酸鹽的測定重量法：HJ 635-2012[S].北京：中國環境科學出版社，2012.

[3]葛明.鉻酸鋇分光光度法分析土壤中水溶性硫酸鹽[J].蘇州大學學報，2002，22（5）：23-25.

[4]環境保護部.水質 無機陰離子（F-、Cl-、NO2-、Br-、NO3-、PO43-、SO32-、SO42-）的測定離子色譜法：HJ 84-2016[S].北京：中國環境科學出版社，2016.