《土壤質量全氮的測定凱氏法》的方法改進

劉燕（廣西壯族自治區海洋環境監測中心站，廣西北海536000）

0 引言

目前土壤全氮的測定方法主要有凱氏定氮法和杜馬氏燃燒法兩大類，大部分實驗室均采用凱氏法。《土壤質量全氮的測定凱氏法》（HJ 717-2014）標準在使用中發現存在如下幾方面問題：①采用電爐或電熱板進行土壤消解出現加熱不完全及分析人員操作安全性低的問題；②凱氏定氮儀進行定氮反應時存在因管路氣密性不好而造成氨蒸餾不完全使分析結果偏低的問題；③標準沒有明確土壤消解過程中各個加溫時段溫控時間。本試驗針對以上問題選用電熱消解儀及配套消解管取代電熱板和凱氏燒瓶；陽離子交換量儀取代凱氏定氮儀的分析方法，同時驗證了消解過程不同加溫時段的溫控時間。通過實驗結果表明，改進后的方法不僅大大保證了分析數據的準確性，而且提高了實驗操作的安全性及適用性。

1 實驗準備

1.1 實驗儀器

土壤樣品粉碎機、瑪瑙研缽、土壤篩、電熱消解儀（ST36-iTouch）、陽離子交換量儀（SKD-300）、萬分之一分析天平、滴定臺及常用玻璃儀器。

1.2 分析試劑

主要試劑：五水合硫酸銅、硫酸鉀、二氧化鈦、五水合硫代硫酸鈉、濃硫酸、鹽酸標準溶液、氫氧化鈉、混合指示劑。

2 試驗部分

精密稱取約1g 風干已過60 目篩的土壤樣品，放入消煮管中，用約1mL 純水潤濕，再加入4mL 濃硫酸，微微震蕩，蓋上蓋子，放置過夜；用長柄藥勺將0.5g還原劑加入消煮管底部，置電熱消解儀中，溫度設置為190℃，約9 min后樣品開始冒煙，停止加熱，取出消煮管，冷卻后加入1.1g 催化劑，搖勻，再放入電熱消解儀中消煮，此段溫度設為220℃，升溫10min，運行100min；氧化消煮后進行高溫消煮，此段消煮溫度設為360℃，升溫20min，運行100min，冷卻后取出樣品應為灰白帶綠色，如果樣品沒出現灰白帶綠色這個現象必須加長高溫消煮時間。土壤全氮消解消煮時間運行設置詳見圖1。

圖1 土壤消解時間運行設置圖

連接好陽離子交換量儀的管路，將消煮管中已冷卻的樣品清洗入陽離子交換量儀反應器中，清洗后液量不超過80mL，向反應器中加入20mL氫氧化鈉溶液，用硼酸溶液作吸收液，設置反應時間為5min，啟動陽離子交換量儀，開始蒸餾，待餾出液體

積達到約100mL，結束蒸餾，用純水沖洗冷凝管末端，用已標定的鹽酸標準溶液（0.0100mol/L）進行滴定。

2.1 精密度測試

對2 個不同的實際土壤樣品分別進行平行測定6 次，樣品的變異系數為3.12%-3.26%，結果詳見表1。

表1 精密度實驗結果 單位：mg/kg

2.2 準確度測試

對國家標準土壤樣品黑土ASA-7(標準值為1620±70 mg/kg)平行測定6 次，標準樣品相對誤差為0.6%，變異系數為539%。結果詳見表2。

表2 標準樣品準確度實驗結果 單位：mg/kg

2.3 加標回收率測試

對2 種不同的土樣加入總氮標準溶液（100.0mg/L）進行加標回收率的測試，加標回收率為94.3%-104.0%，實驗結果見表3。

表3 加標回收率測試結果

3 結語

通過實驗證明，改進土壤消解時間、選用電熱消解儀、陽離子交換量儀分別代替電熱板及凱氏定氮儀進行土壤全氮分析，不僅操作簡單、方便、實驗安全性高，而且精密度好，準確度高，滿足分析實驗的要求。