酚二磺酸法測(cè)定土壤硝態(tài)氮方法改進(jìn)

顏軍，傅恩誠(chéng)

(浙江省耕地質(zhì)量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020)

土壤硝態(tài)氮能直接被植物吸收利用，能在一定程度上反映土壤的供氮能力。土壤中的硝態(tài)氮含量可用比色法、還原蒸餾法、電極法和紫外分光光度法測(cè)定[1]。其中，比色法中的酚二磺酸法較為常用。該方法顯色穩(wěn)定，具有較高的靈敏度，但操作較繁瑣，容易引起誤差的因素較多。為此，特對(duì)LY/T 1228—2015中的標(biāo)準(zhǔn)方法加以改進(jìn)，以簡(jiǎn)化操作步驟，使結(jié)果測(cè)定更加準(zhǔn)確、可靠。現(xiàn)總結(jié)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

儀器主要包括：BSA822-CW電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；HZ-9310K-A往復(fù)振蕩機(jī)，太倉(cāng)市華利達(dá)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；UV-2600紫外分光光度計(jì)，島津(蘇州)有限公司；HH-6恒溫水浴鍋，上海江星儀器有限公司；EG37A智能溫控電熱板，北京萊伯泰科儀器股份有限公司。

試劑：CaSO4·2H2O(分析純、粉狀)，CaCO3(分析純、粉狀)，1∶1氨水，活性炭，酚二磺酸試劑，

1.2 標(biāo)準(zhǔn)方法

待測(cè)液制備：稱取過2 mm篩的新鮮土樣50.00 g于500 mL浸提瓶中，加0.5 g硫酸鈣和250.0 mL水，用振蕩機(jī)振蕩30 min，將懸液上清液用干濾紙過濾，澄清的濾液用干燥潔凈的瓶收集。如果濾液因含有有機(jī)質(zhì)而呈現(xiàn)顏色，可加活性炭除之。

標(biāo)準(zhǔn)曲線制備：分別吸取10 mg·L-1硝態(tài)氮標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.00、2.00、5.00、10.00、15.00、20.00 mL于蒸發(fā)皿中，加0.05 g碳酸鈣，水浴蒸干(到達(dá)干燥時(shí)不應(yīng)繼續(xù)加熱)，冷卻，迅速加入2.0 mL酚二磺酸試劑，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)皿，使試劑充分接觸蒸干物，靜止10 min使其充分作用后，加入20.0 mL水，用玻璃棒攪拌直到蒸干物全部溶解。冷卻后，緩緩加入1∶1氨水，并不斷攪拌，至溶液呈微堿性(溶液顯黃色)，再多加2.0 mL，以確保氨水過量。然后，將溶液完全轉(zhuǎn)入100 mL容量瓶中，加水定容，獲得濃度依次為0、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 mg·L-1的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。在分光光度計(jì)上用1 cm比色皿在波長(zhǎng)420 nm處進(jìn)行比色，以空白標(biāo)準(zhǔn)溶液為參比溶液調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)，由低到高依次測(cè)定系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光值。

樣品測(cè)定：吸取待測(cè)液25～50 mL于蒸發(fā)皿中，其他操作同標(biāo)準(zhǔn)方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線制備過程，直至定容于100 mL容量瓶中，同樣在分光光度計(jì)上用1 cm比色皿在波長(zhǎng)420 nm處進(jìn)行比色。

1.3 改進(jìn)方法

標(biāo)準(zhǔn)曲線制備：分別吸取10 mg·L-1硝態(tài)氮標(biāo)準(zhǔn)溶液0、1.00、2.00、5.00、10.00、15.00、20.00 mL于50mL玻璃燒杯中，加0.05 g碳酸鈣，在電熱板上蒸干(到達(dá)干燥時(shí)不應(yīng)繼續(xù)加熱)，冷卻，迅速加入2.0 mL酚二磺酸試劑，旋轉(zhuǎn)玻璃燒杯，使試劑充分接觸蒸干物，靜置10 min使其充分作用后，加入20.0 mL水，用玻璃棒攪拌直到蒸干物全部溶解。冷卻后，洗入100mL容量瓶中，在容量瓶中緩緩加入1∶1氨水，調(diào)節(jié)溶液至微堿性(溶液顯黃色)，再多加2.0 mL，以確保氨水過量，加水定容，獲得濃度依次為0、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 mg·L-1的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。在分光光度計(jì)上用1 cm比色皿在波長(zhǎng)420 nm處進(jìn)行比色，以空白標(biāo)準(zhǔn)溶液為參比溶液調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)，由低到高依次測(cè)定系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光值。

樣品測(cè)定：吸取待測(cè)液25～50 mL于50 mL玻璃燒杯中，其他操作同改進(jìn)方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線制備過程，直至定容于100 mL容量瓶中，同樣在分光光度計(jì)上用1 cm比色皿在波長(zhǎng)420 nm處進(jìn)行比色。

2 結(jié)果與分析

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線比較

分別按照標(biāo)準(zhǔn)方法和改進(jìn)方法制備標(biāo)準(zhǔn)曲線，其測(cè)定值如表1所示，分別擬合線性回歸方程：標(biāo)準(zhǔn)方法的回歸曲線為y=0.115 7x+0.032 2，決定系數(shù)(R2)為0.957 1；改進(jìn)方法的回歸曲線為y=0.099 2x+0.000 8，決定系數(shù)(R2)為0.999 2。從結(jié)果來看，改進(jìn)方法的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系更好，截距小，測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度更高。

表1 標(biāo)準(zhǔn)方法和改進(jìn)方法標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定值

2.2 回收率

在4個(gè)不同濃度的土壤提取液中，吸取標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL加入待測(cè)液中，蒸干，顯色，測(cè)定吸光度，結(jié)果如表2所示。可以看出，改進(jìn)方法的樣品加標(biāo)回收率在91.67%～95.20%，具有較高的回收率。

表2 改進(jìn)方法的樣品加標(biāo)回收率

3 小結(jié)與討論

標(biāo)準(zhǔn)方法在蒸發(fā)皿中逐滴加入氨水，并不斷攪拌，操作時(shí)氨水刺激強(qiáng)烈，并逸散至整個(gè)化驗(yàn)室，使氨水濃度降低，且在攪拌顯色的過程中液體容易灑出，加上蒸發(fā)皿粗糙等因素，都會(huì)引起樣品測(cè)定濃度偏低[2]。改進(jìn)方法通過改變氨水的加入順序，在容量瓶中顯色，減少了攪拌和多次轉(zhuǎn)移帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，同時(shí)避免了氨水的揮發(fā)，減輕了實(shí)驗(yàn)環(huán)境污染。瓷蒸發(fā)皿由于表面粗糙度不同，可能對(duì)樣品溶液有所吸附，改進(jìn)方法中改用玻璃燒杯作為蒸發(fā)容器，所得的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性關(guān)系較好，回收率也較高。溫控電熱板蒸發(fā)與水浴蒸發(fā)也有所不同，前者的預(yù)蒸發(fā)溫度高于(105±3)℃，待蒸發(fā)皿內(nèi)水樣近干時(shí)，再調(diào)至(105±3)℃，溫度的控制時(shí)間精確，可避免待測(cè)液成分的丟失。同時(shí)，采用電熱板蒸發(fā)可不受水浴孔數(shù)量的限制，便于進(jìn)行大批量樣品的檢測(cè)。此外，水浴蒸發(fā)的蒸干檢測(cè)周期過長(zhǎng)，蒸干一個(gè)樣品通常需要6～7 h，而采用電熱板蒸干可節(jié)省大量時(shí)間，能提高工作效率。