連續流動分析法測定土壤硝態氮實驗綜述報告

朱繼榮　祝鵬飛　束良佐

【摘 要】綜合闡述了連續流動分析法測定土壤硝態氮的實驗原理以及具體操作方法。為大批量分析土壤硝態氮提供理論依據，為監測土壤氮素指標提供技術支持。

【關鍵詞】硝態氮;大批量;連續流動分析

中圖分類號： X832;X833 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）13-0077-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.035

Overview of a comprehensive experiment of determining soil nitrate nitrogen by continuous flow analysis

ZHU Ji-rong ZHU Peng-fei SHU Liang-zuo*

（Huaibei Normal University， Huabei Anhui 235000， China）

【Abstract】The experimental principle and specific operation for the determination of soil nitrate nitrogen by continuous flow analysis are comprehensively clarified. These can provide a practical guide for large-scale analysis of soil nitrate nitrogen and provide technical support for monitoring of soil nitrogen indicators.

【Key words】Nitrate nitrogen; Mass production; Continuous flow analytical system

0 引言

硝態氮是土壤中可利用的主要氮素形態之一，是植物生長發育需要的重要氮源，可以被植物直接吸收利用。另一方面土壤中的硝態氮含量會影響土壤生態環境，它可以通過淋溶、徑流等途徑轉移擴散，造成土壤或地下水氮素污染[1]。因此，對土壤硝態氮含量的準確測定一方面能監測土壤氮素利用率，在一定程度上了解土壤供肥能力，為適量施肥提供一定的理論依據。另一方面對及時了解氮素污染情況具有重要作用。

傳統土壤硝態氮的測定方法主要有酚二磺酸法，鍍銅鎘柱還原-重氮化偶合比色法[2]，GB/T32737-2016紫外分光光度計法等[3]，但這些傳統的測試方法或者操作繁瑣，費時費力，人為操作誤差較大，或者不適合大批量試驗樣品測試.而連續流動分析系統則將長時間的手工操作簡化成儀器自動化操作，大大提高實驗效率。

1 實驗目的

（1）掌握土壤硝態氮的提取方法。

（2）了解連續流動分析法測定土壤硝態氮的原理。

（3）掌握連續流動分析法測定硝態氮的操作方法。

2 實驗原理

連續流動分析儀一般由采樣器、泵、化學模塊及數字比色計組成。采用空氣片段連續流動分析技術，將樣品和試劑在一個連續流動的系統中均勻混合，每個樣品被均勻的氣泡分割，以降低液體的擴散度及樣品之間的交叉污染[4-5]。標準溶液和樣品通過采樣器被蠕動泵吸出并流過整個系統，同時泵會連續不斷地輸送各個分析方法所需的試劑，并吸入空氣將流體分割成片段，在同樣條件下（包括時間、流動速度、溫度、清洗比等），每個片段在混合圈中充分混合并發生反應生成有色化合物，通過檢測器比色，最后將比色信號輸入電腦，軟件進行數據處理并生成報告[6]。

硝酸鹽于堿性環境中在銅的催化作用下，被硫酸肼還原成亞硝酸鹽，并和對氨基苯磺酰胺及N-1-萘基乙二胺二鹽酸反應生成的粉紅色化合物，然后在550nm波長下檢測。溶液中加入磷酸是為了降低pH值，防止產生氫氧化鈣和氫氧化鎂。加入鋅是為了抑制氧化物和銅的反應。

3 儀器與試劑

主要操作儀器為連續流動化學分析儀（雙通道）AutoAnalyzer3。

需要試劑：

（1）浸提劑（2mol/L KCl）：將149g分析純氯化鉀溶入去離子水中，稀釋至1000ml并混合均勻。

（2）硝態氮標準儲備液（1000mg/LN）：準確稱取7.218g經110±5℃烘干2h的硝酸鉀溶入去離子水，稀釋至1000mL。

（3）硫酸銅儲備液：配制濃度為0.1%的硫酸銅儲備液。

（4）硫酸鋅儲備液：配制濃度為1%的硫酸鋅儲備液。

（5）顯色劑：將10g磺胺溶入去離子水中（約600ml），加入0.5gN-1-萘基乙二胺二鹽酸，并混合均勻。再加入100ml磷酸，最后稀釋至1000mL。溶液貯存于棕色試劑瓶中。（每周更換）

（6）氫氧化鈉溶液：將40g氫氧化鈉溶入去離子水中，稀釋至1000mL并加入1mL Brij-35（30%）溶液。

（7）磷酸溶液：小心地將3mL磷酸加至約600mL去離子水中并溶入4g十水二磷酸四鈉混合均勻。稀釋至1000mL后1mL Brij-35（30%）溶液。

（8）硫酸肼溶液：將14mL 硫酸銅儲備液，10mL硫酸鋅儲備液和 6g硫酸肼加入約600mL去離子水中，稀釋至1000mL混合均勻。

（9）稀釋水和系統清洗液：準確量取Brij-35（30%）溶液2ml加入到1000ml去離子水中，混合均勻。

4 實驗內容及操作步驟

4.1 土壤樣品浸提

稱取5.0g過2mm篩孔的新鮮土壤樣品，放入250ml三角瓶中，加入浸提劑[6]（2mol/L KCl）溶液50ml，塞緊瓶塞，置于振蕩器上震蕩1h（25±2°C），之后過濾到100ml三角瓶中。

4.2 標準系列制備

取6支50mL容量瓶，分別制備濃度為0，1，2，5，10，20mg/L的NO ?N標準系列溶液，以土壤浸提劑稀釋。

4.3 測定

啟動電源開關預熱，打開軟件，創建分析方法、分析參數。啟動工作程序，所有管路放入去離子水中運行至基線維持穩定后，按要儀器操作管路示意圖先后注入各試劑，設定增益值。將標樣與樣品按照先標樣后樣品的順序倒入采樣杯中固定，等待儀器自動取樣分析。分析完畢后由電腦自動輸出標線及樣品濃度值。

5 結果計算與表示

土壤中硝態氮含量以質量分數ω（NO ?N）表示，數值以mg·kg-1表示。

ω（NO ?N）= （ρ×V×ts）/m

其中：ω（NO ?N）-土壤中硝態氮的質量分數（mg·kg-1）;

ρ-儀器輸出的硝態氮質量濃度（mg·L-1）

V-顯色液的體積（ml）;

ts-分取倍數

m-干土樣品質量（g）

6 結論

流動分析法是模擬重復手工分光光度法檢測硝酸鹽過程[7]，主要通過程序化進樣、過濾、混合、反應、比色等步驟完成，具有分析速度快，消耗試劑少，準確度與精確度較高[6]的優點，尤其適合大批量樣品的檢測。

7 注意事項

（1）由于分析土壤硝態氮是使用的是新鮮土樣，因此還需要同時測定土壤含水率以便計算干土質量。

（2）分析土壤提取液時進樣器清洗液必須和樣品提取液保持一致。

（3）分析土壤樣品時，工作標準要用樣品提取液稀釋。

（4）如果發現浸提液中存在粒徑>1mm的顆粒物時必須用濾膜過濾，防止測試過程中堵塞管道。

（5）除非特殊說明，所有試劑均為分析純

（6）注意樣品濃度不得超過20mg·L-1，超出則需要稀釋。

【參考文獻】

[1]程誼，張金波，蔡祖聰.氣候-土壤-作物之間氮形態契合在氮肥管理中的關鍵作用[J].土壤學報.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1119.P.20190104.1429.002.html

[2]魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].中國農業科技出版社.1999：156-162.

[3]易小琳，李酉開，韓瑯豐.紫外分光光度法測定土壤硝態氮[J].土壤通報.1983，6：35-40.

[4]陶佳.淺談AA3連續流動分析儀的日常維護和保養[J].污染防治技術.2017，30（6）：65-66.

[5]石桂金，宗德浩，鐘晶潔.AA3連續流動分析儀測定水質中氨氮的方法研究[J].云南化工.2018，45（8）：150-151.

[6]楊靖民，張忠慶，曹國軍.應用間隔流動分析儀測定土壤硝態氮和亞硝態氮含量[J].中國土壤與肥料.2014（2）：101-105.

[7]孫辰，鄧崢，趙通達，等.連續流動分析儀測定水中硝酸鹽氮及亞硝酸鹽氮[J].內蒙古水利.2018，6：13-14.