土壤中有效磷的测定
D e te r m i na ti o n o f Ava il a b l e P ho sp ho ru s i n So il
王 芹 1 徐清波 2 姚振琴 1 (1、 淮安市环境监测中心站 江苏淮安 223001; 2、 淮安市环境监察局 江苏淮安 223001
[摘要 ] 叙述了土壤中有效磷测定的原理 , 绘制了校准曲线 , 相关系数 、 斜率 、 截距满足分光光度法的 要求 ; 实际土壤样品测定 RS D 为 1. 07﹪ ~2. 68﹪ , 加标回收率为 93. 4﹪ ~100﹪ , 精密度和准确度均符合 要求 。
[关键词 ] 有效磷 ; 分光光度法 ; 土壤
[中图分类号 ] X 132 [文献标志码 ] B
地壳中磷元素 (以 P
2
O 5计 的平均含量大约为 0. 28%, 可分为有机磷和无机磷两大类 。 无机磷主要 以钙 、 镁 、 铁 、 铝等形态结合为磷酸盐 , 有机磷以卵磷 脂 、 核酸 、 磷脂为主 。土壤中的磷素大部分以迟效性 状态存在 , 了解土壤有效磷的状况 , 对于施用磷肥有 着直接的指导意义 。
1 方法原理
用 0. 50mol/L。 在石灰性土壤中碳酸氢钠可以抑制溶液中 Ca 2+的活 度 , 使某些活性较大的磷酸钙盐被浸提出来 ; 在酸性 土壤中因 pH 提高可使活性磷酸铁 、 铝盐水解而被浸 出 。 在浸出液中由于 Ca 、 Fe 、 A l 浓度较低 , 不会产生 磷的再沉淀 ; 可用钼锑抗比色法定量测定 。
2 试剂和材料
分析时均使用符合国家标准或专业标准的分析 纯试剂和蒸馏水或去离子水 。
碳酸氢钠 (分析纯 ;
氢氧化钠 (分析纯 :50%(m /V 溶液 ;
活性炭 (化学纯 ;
盐酸 (化学纯 :1+1溶液 ;
钼酸铵 (分析纯 ;
硫酸 (分析纯 :1+1溶液 ;
酒石酸氧锑钾〔 K (Sb O C
4
H 4O 6・ 1/2H2O, 分析纯 〕 ;
抗坏血酸 (C
6
H 8O 6, 左旋 , 比旋光度 +21°~+ 22°, 分析纯 ;
磷酸二氢钾 (分析纯 ;
浸提 剂 (0. 50mol/LNaHCO
3
, pH =815 。将 42. 0g 碳 酸 氢 钠 溶 于 约 800mL 水 中 , 稀 释 至 约 990mL, 用氢氧化钠溶液调节至 pH 至 8. 5(用 pH 计 测定 , 1。 , 保存不宜 过久
, 应先用 112h 以上 , 然后移放在平板漏斗上抽 气过滤 , 用水淋洗 4~5次 , 再用浸提剂浸泡 12h 以 上 , 在平板漏斗上抽气过滤 , 用水洗尽碳酸氢钠 , 并 至无磷为止 , 烘干备用 。
钼酸盐溶液 :溶解 0. 35g 酒石酸氧锑钾于 100mL 水中。 13. 0g 钼酸铵溶于 200mL
约 60℃ 的水中 , 冷 却 , 缓慢地加入 300mL 1+1硫酸 , 边加边搅 , 冷却。 最后再加上述酒石酸锑钾溶液并且混合均匀 , 加水至 500mL 。 贮存在棕色玻璃瓶中于 4℃ 保存。
10%抗坏血酸溶液 :溶解 10g 抗坏血酸于水中 , 并稀释至 100mL 。该溶液贮存在棕色玻璃瓶中 , 在 约 4℃ 可稳定数周 。 如颜色变黄 , 则弃去重配 。 磷标 准 贮 备 溶 液 〔 c (P =100mg/L〕 :称 取 105℃ 烘干的磷酸二氢钾 0. 4394g, 溶于约 200mL 水中 , 加入 5mL 硫酸 , 转入 1L 容量瓶中 , 用水定容 。 磷标准工作溶液〔 c (P =5mg/L〕 :将磷标准贮 备溶液用浸提剂 (3. 10 准确稀释 20倍 。
3 仪器
土壤筛 :1mm 方孔筛 ;
分析天平 :感量为 0. 01g;
锥形瓶 :50mL 和 150mL, 带橡皮塞 ;
漏斗 :7c m;
《 仪器仪表与分析监测 》 2009年第 4期
滤纸 :11c m , 不含磷 ;
移液管 :5、 10、 20mL;
吸量管 :5mL ;
量筒 :50mL;
容量瓶 :50mL;
分光光度计 :T U 21221;
恒温往复振荡机 , 或普通往复振荡机及 25±1℃ 的恒 温 室 。振 荡 频 率 约 180r/min, 但 在 150~ 250r/min 的振荡机都可使用 。
4 样品
4. 1 样品采集和保存
本文所采样品来自淮安市某有机食品基地 , 按 “ S ” 形线路采集耕层土壤 (0~20c m 的 10个点的混 合样品 。 1个混合样品重在 1kg 左右 。具体步骤见 参考文献 [1]。
4. 2 试样制备
将野外取回的土样 , 进行风干 , 拣去动植物残体 和石块 、 结核等 , 磨细 (样品不能研得过细 , 研的过 细 , 容易破坏土壤矿物晶粒 , [2] 1mm 孔筛 、 混匀 、
5 分析步骤
5. 1 土壤有效磷的浸提
称取通过 1mm 筛的风干土样 2. 50g, 置于干燥 的 150mL 锥 形 瓶 中 , 加 入 25±1℃的 浸 提 剂 50. 0mL, 用橡皮塞塞紧 , 在 25±1℃ 的液温下 , 于往 复振荡机上振荡 30±1m in, 立即用无磷滤纸过滤入 干燥的 150mL 锥形瓶中 。
5. 2 滤出液中磷的定量
在浸提土样的当天 , 吸取滤出液 10. 00mL [1](含 1~25μg P 放入干燥的 50mL 锥形瓶中 , 加入 10%抗坏血酸溶液 1mL, 慢慢摇动 , 使二氧化碳逸出 。 30s 后 加 2mL 钼酸盐溶液 , 慢慢摇动 , 使 CO 2逸出 。 再加入 12. 00mL 水 , 充分摇匀 , 逐尽 CO
2
。 在室温高 于 15℃ 处放置 30m in 后 , 用 1c m 光径比色槽 [3]在 880nm 波长处比色 [4], 测读吸光度 。减去空白溶液 〔 10100mL 浸提剂代替土壤滤出液 , 同上处理 〕 的吸 光度 , 并从校准曲线上查出磷含量 。
5. 3 校准曲线的绘制
在土样测定的同时 , 吸取磷标准工作溶液 0、 1. 50、 2. 50、 5. 00、 10. 00、 15. 00、 20. 00、 25. 00mL, 分别放入 50 mL 容量瓶中 , 并用浸提剂定容。 此标准系列溶液中磷 的浓度依次为 0、 0. 15、 0. 25、 0. 50、 1. 00、 1. 50、 2. 00、 2150mg/LP 吸取标准 系列溶 液各 10. 00mL, 同 上 (512 处理显色 , 以零浓度溶液为参比 , 测读系列溶
液 的吸光度。 然后以上述标准系列溶液的磷浓度为横坐 标 , 相应的吸光度为纵坐标绘制校准曲线。
6 结果计算
土壤中有效磷 (P 含量 (kg 按下式计算 :
P
3k
1000
:ρ查 得 P 的 质 量 浓 度 (μg/ mL ;
V — 显色时定容体积 (mL ;
m — 风干土质量 (g ;
ts — 为分取倍数 (即浸提液总体积与吸取浸提 液体积之比 ;
k — 将风干换算成烘干土质量的系数 ;
103— 将 μg 换算成 mg;
1000— 换算成每 kg 含 P 量 。
7 结果与讨论
7. 1 实验
本次实验共做 5条校准曲线 , 测定数据如表 1所 示 。 精密度测定数据如表 2所示 。实际样品测定 (一例 如表 3所示 。
表 1 空白值测定及校准曲线的绘制
序号
空白 空白 1234567含量 /(mg/L 00. 060. 10. 20. 40. 60. 8
1
吸光度 0. 0040. 0030. 0040. 0590. 1010. 1850. 4100. 6050. 796吸光度 2空 白 0000. 0550. 0970. 1850. 4060. 6010. 792y =1. 001x -0. 004
标准曲线 γ=0. 9997
2
吸光度 0. 0030. 0030. 0030. 0610. 1030. 1820. 4110. 6020. 802吸光度 2空 白
0000. 0580. 1000. 1790. 4080. 5990. 799y =1. 005x -0. 004
标准曲线 γ=0. 9996
土壤中有效磷的测定 王 芹 , 等
续上表
序号
空白 空白 1234567含量 /(mg/L 00. 060. 10. 20. 40. 60. 8
3
吸光度 0. 0030. 0040. 0030. 0590. 1000. 1860. 4130. 6050. 797吸光度 2空 白 0000. 0540. 0960. 1820. 4090. 6010. 793y =1. 004x -0. 004
标准曲线 γ=0. 9996
4
吸光度 0. 0040. 0040. 0050. 0600. 1020. 1840. 4150. 6040. 798吸光度 2空 白
000. 0010. 0560. 0980. 1800. 4110. 6000. 794标准曲线 γ=0. 9996 y =1. 004x -0. 004
5
吸光度 0. 0030. 0030. 0030. 0570. 1000. 1850. 4110. 6010. 798吸光度 2空 白 0000. 0540. 0970. 1820. 4080. 5980. 795y =1. 004x -0. 004
标准曲线 γ=0. 9996
空白
均值
0. 003相关系数 γ0. 9996灵敏度 1. 004标准
差 S
b
0. 0005回归方程 y =1. 004x -0. 004
表 2 精密度测定
平行号
试样
0. 1c 0. 5c 0. 9c
测定 结果 / (mg/L 10. 090. 090. 50. 890. 20. . 0. 89 30. 09. 0. 0. 500. 890. 89 40. 080. 090. 500. 500. 890. 88 50. 090. 090. 500. 500. 890. 89 60. 090. 090. 490. 500. 880. 89
平均值 x /
(
0. 090. 500. 89标准偏差 S /
(mg/L
0. 0030. 0040. 005相对标准偏差 /
%
3. 240. 910. 44表 3 实际样品测定 (一例
平行号 1(麦田 2(油菜田
测定结果 (mg/kg 148. 950. 336. 938. 4 251. 249. 738. 339. 2 347. 548. 939. 137. 2 449. 650. 138. 639. 1 548. 649. 538. 239. 5 650. 449. 237. 738. 6
平均值 x /(mg/kg 49. 449. 638. 138. 7标准偏差 S /(mg/L 1. 320. 530. 760. 83
续上表 平行号 2(油菜田 . 681. 072. 002. 13
加标回
收率 /%
/μg 49. 549. 738. 937. 2加标量 /μg 50505050加标样品测定值 /μg 97. 896. 489. 186. 5回收率 /%96. 693. 4100. 098. 6 7. 2 讨论
从表 1、 表 2、 表 3可以看出校准曲线的相关系 数 、 斜率 、 截距满足分光光度法的要求 ; 实际土壤样 品测定 RS D 为 1. 07%~2. 68%, 加 标 回 收 率 为 9314%~100%, 精密度和准确度均符合要求 。 振荡时间要严格控制在 30m in, 振荡时间少于 25m in 时 , P O 3-4离子的提取受到抑制 , 磷酸钙盐溶解 不完全 , 振荡时间超过 35m in 时 , 将会增加土壤中非 有效磷的溶解 , 这是方法成败的关键 [2、 5]。
土壤有效磷的测定值随浸提剂 pH 值的上升而
增大 , 增大幅度因土壤类型不同而不同 。 NaHCO 3最 好临时现配 , 浸提前一定要将浸提剂的 pH 值调至 8. 5[2、 5]。
同一土壤用不同的方法测得的有效磷量可以相 差很多 , 即使用同一浸提剂 , 由于浸提出来的养分受 浸提液浓度 、 水土比例 、 振荡时间 、 温度等的制约 , 对 试验结果影响较大 ; 浸提温度和显色温度要严格控 制在 25±1℃ [6、 7]。 (下转第 40页
《 仪器仪表与分析监测 》 2009年第 4期
所示 。
表 1 9种硝基苯类的线性范围
化合物 线性方程 R 2硝基苯 y =278. 5x -1. 0460. 9997间 2硝 基氯苯 y =6090. 6x -182. 40. 9966对 2硝 基氯苯 y =4336. 7x -264. 70. 9969邻 2硝 基氯苯 y =5580. 8x -334. 30. 9974对 2二 硝基苯 y =7868. 3x -621. 70. 9971间 2二 硝基苯 y =1394. 5x +26. 50. 9964邻 2二 硝基苯 y =6774. 5x -319. 20. 9989 2, 42二 硝基甲苯 y =3221. 1x -210. 10. 9971 2, 42二 硝基氯苯 y =5797. 1x -338. 60. 9949
2. 3 方法检出限
根据低浓度平行测定的 3倍标准差计算检出 限 [3]。 当取样体积为 500mL 时 , 硝基苯和间 -二硝 基苯的检出限为 0. 0005mg /L,其余硝基苯类化合物 检出限为 0. 0001mg/L。
2. 4 精密度试验
对 2mg/L6 RS D ≤ 6. 5%。
2. 5 准确度试验
在水样中添加 硝基苯混合标准溶 液 , 平 行 测 定 6次 , 平 均 加 标 回 收 率 85. 1%~
10314%之间 。
2. 6 实际水样测定
应用该方法测得某实际地表水样中 9种硝基苯 , 只有对 -硝基氯苯为 0. 0009mg /L,其余均未检出 。
3 结论
采用固相萃取 、 气相色谱 -电子捕获检测器法 同时测定地表水中 9种硝基苯类化合物 , 方法简便 、 快速 , 精密度和准确度均符合要求 , 适用于地表水中 硝基苯类化合物的监测 。
参考文献
[1] 陈萍 , 邱瑾 . 国内硝基苯废水治理研究进展 [J ].贵州化工 , 2004, 29(2 :30234.
[2] 刘钦伟 , 陈国树 , 彭在姜 , 等 . 环境中微量硝 基苯同系物的分析进展 [J ].环境与开发 , 2000, (1 :2.
[3]》 . [M].第四 . 北京 :中国环境科学出版社 , 2002:28229.
(上接第 38页
7. 3 注意事项
1 如果土壤有效磷含量较高 , 应改吸取较少量 的滤出液 , 并加浸提剂稀释至 10. 00mL 后显色 。
2 比色溶液中的磷浓度很低时 , 可改用 2c m 或
3c m 光径比色槽比色 。
参考文献
[1] HJ /T16622004土壤环境监测技术规范 [S ]. [2] NY/T 14821990石灰性土壤有效磷测定方法 [S ].
[3] 国家环境保护总局 《 水和废水监测分析方法 》 编委会编 . 水和废水监测分析方法 [M].第四
版 . 北京 :中国环境科学出版社 , 2002:2462248 [4] 鲍士旦主编 . 土壤农化分析 — — — 面向 21世纪 课程教材 [M].第三版 . 北京 :中国农业出版 社 , 2000:79282.
[5] I S O 11263:1994, 土壤质量磷的测定 光谱法测 定碳酸氢钠溶液中可溶磷 [S ].
[6] O lsen, S . R, Cole, C . V et . A l . , Esti m ati on of available P in s oils by estracti on with s odium bi 2 carbonate . US DA circ, 1954:93296.
[7] 中国土壤学会农业化学专业委员会编 . 土壤农 业化学常规分析方法 [M].北京 :科学出版社 , 1989:992101.
《 仪器仪表与分析监测 》年第 4期
2009
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