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土壤硝態(tài)氮的測(cè)定
日期：2025-02-07 21:24
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摘要：
土壤硝態(tài)氮的測(cè)定
4.4.2.1酚二磺酸比色法
4.4.2.1.1方法原理 土壤浸提液中的NO3－—N在蒸干無水怕條件下能與酚二磺酸試劑作用，生成硝基酚二磺酸。
C6H3OH(HSO3)2+HNO3→C6H2OH(HSO3)2 NO2+H2O
2，4-酚二磺酸 6-硝基酚-2，4-二磺酸
此反應(yīng)必須在無水條件下才能迅速完成，反應(yīng)產(chǎn)物在酸性介質(zhì)中無色，堿化后則為穩(wěn)定的黃色溶液，黃色的深淺與NO3－—N含量在一定范圍內(nèi)成正相關(guān)，可在400～425nm處（或用藍(lán)色濾光片）比色測(cè)定。酚二磺酸法的靈敏度很高，可測(cè)出溶液中0.1mol·L-1 NO3－—N，測(cè)定范圍為0.1～2mol·L-1。
4.4.2.1.2主要儀器 分光光度計(jì)、水浴鍋、瓷蒸發(fā)皿。
4.4.2.1.3試劑 CaSO4·2H2O（分析純、粉狀）、CaCO3（分析純、粉狀）、Ca(OH)2（分析純、粉狀）、MgCO3（分析純、粉狀）、Ag2SO4（分析純、粉狀）、1:1 NH4OH、活性碳（不含NO3－）。
（1）酚二磺酸試劑：稱取白色苯酚（C6H5OH，分析純）25.0g置于500mL三角瓶中，以150mL純濃H2SO4溶解，再加入發(fā)煙H2SO475mL并置于沸水中加熱2h，可得酚二磺酸溶液，儲(chǔ)于棕色瓶中保存。使用時(shí)須注意其強(qiáng)烈的腐蝕性。如無發(fā)煙H2SO4，可用酚25.0g，加濃H2SO4225mL，沸水加熱6h配面。試劑冷后可能析出結(jié)晶，用時(shí)須重新加熱溶解，但不可加水，試劑必須貯于密閉的玻塞棕色瓶中，嚴(yán)防吸濕。
（2）10μg·mL-1 NO3－—N標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取KNO3（二級(jí)）0.7221g溶于水，定容1L，此為100μg·mL-1 NO3－—N溶液，將此液準(zhǔn)確稀釋10倍，即為10μg·mL-1 NO3－—N標(biāo)準(zhǔn)溶液。
4.4.2.1.4操作步驟
（1）浸提 稱取新鮮土樣（注1）50g放在500mL三角瓶中，加入CaSO4·2H2O0.5g（注2）和250mL水，蓋塞后，用振蕩機(jī)振蕩10min。放置5 min后，將懸液的上部清液用干濾紙過濾，澄清的濾液收集地干燥潔凈的三角瓶中。如果濾液因有機(jī)質(zhì)而呈現(xiàn)顏色，可加活性碳除之（注3、4）。
（2）測(cè)定 吸取清液 25～50mL（含NO3－—N20～150μg）于瓷蒸發(fā)皿中，加CaCO3約0.05g（注5），在水浴上蒸干（注6），到達(dá)干燥時(shí)不應(yīng)繼續(xù)加熱。冷卻，迅速加入酚二磺酸試劑2 mL，將皿旋轉(zhuǎn)，使試劑接觸到所有的蒸干物。靜止10min使其充分作用后，加水20 mL，用玻璃棒攪拌直到蒸干物完全溶解。冷卻后緩緩加入1：1 NH4OH（注7）并不斷攪混勻，至溶液呈微堿性（溶液顯黃色）再多加2mL，以保證NH4OH試劑過量。然后獎(jiǎng)溶液全部轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，加水定容（注8）。在分光光度計(jì)上用光徑1cm比色杯在波長(zhǎng)420nm處比色，以空白溶液作參比，調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)。
（3）NO3－—N工作曲線繪制：分別取10μg·mL-1NO3－—N標(biāo)準(zhǔn)液0、1、2、5、10、15、20mL于蒸發(fā)皿中，在水浴上蒸干，與待測(cè)液相同操作，進(jìn)行顯色和比色，繪制成標(biāo)準(zhǔn)曲線，或用計(jì)算器求出回歸方程。
4.4.2.1.5結(jié)果計(jì)算
土壤中NO3－—N含量（mg·kg-1）=
式中：ρ(NO3－—N)——從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得（或回歸所求）的顯色液NO3－—N質(zhì)量濃度（μg·mL-1）；
V——顯色液的體積（mL）；
ts——分取倍數(shù)；
m——烘干樣品質(zhì)量，g。
注釋
注1．硝酸根為陰離子，不為土壤膠體吸附，且易溶于水，很易在土壤內(nèi)部移動(dòng)，在土壤剖面上下層移動(dòng)頻繁，因此測(cè)定硝態(tài)氮時(shí)注采樣深度。即不僅要采集表層土壤，而且要采集心土和底土，采樣深度可達(dá)40cm、60 cm以至120 cm。試驗(yàn)證明，旱地土壤上分析全剖面的硝態(tài)氮含量能更好地反映土壤人供氮水平。和表層土壤比較，則全剖面的硝態(tài)氮含量與生物反應(yīng)之間有更好的相關(guān)性，土壤經(jīng)風(fēng)或烘干易引起NO3－—N變化，故一般都用新鮮土樣測(cè)定。
注2．用酚二磺酸法測(cè)定硝態(tài)氮，首先要求浸提液清徹，不能混濁，但是一般中性或堿性土壤濾液不易澄清，且?guī)в袡C(jī)質(zhì)的顏色，為此在浸提液中應(yīng)加入凝聚劑。凝聚劑的種類很多，有CaO、Ca(OH)2、CaCO3、MgCO3、KAl(SO4)2、CuSO4、CaSO4等，其中CuSO4有防止生物轉(zhuǎn)化的作用，但在過濾前必須以氫氧化鈣或碳酸鎂除去多余的銅，因此以CaSO4法提取較為方便。
注3．如果土壤浸提液由于有機(jī)質(zhì)而有較深的顏色，則可用活性炭除去，但不宜用H2O2，以防*后顯色時(shí)反常。
注4．土壤中的亞硝酸根和氯離子是本法的主要干擾離子。亞硝酸和酚二磺酸產(chǎn)生同樣的黃色化合物，但一般土壤中亞硝酸含量極少，可忽略不計(jì)。必要時(shí)可加少量尿素、硫尿和氨基磺酸（20g·L-1NH2SO3H）以除去之。例如亞硝酸根如果超出了1μg·mL-1時(shí)，一般每10mL待測(cè)液中加入20mg尿素，并放置過夜，以破壞亞硝酸根。
檢查亞硝酸根的方法：可取待測(cè)液5滴于白瓷板上，加入亞硝酸試粉0.1g，用玻璃棒攪拌后，放置10min，如有紅色出現(xiàn)，即有1mg·L-1亞硝酸根存在。如果紅色極淺或無色，則可省去破壞亞硝酸根手續(xù)。
NO3-+3Cl-+4H+→NOCl+Cl2+2H2O
亞硝酰氯
Cl-對(duì)反應(yīng)的干擾，主要是加酸后生成亞硝酰氯化合物或其它氯的氣體。如果土壤中含氯化合物超過15mg·kg-1，則必須加Ag2SO4除去，方法是每100mL浸出液中加入Ag2SO40.1g(0.1g Ag2SO4可沉淀22.72mg Cl-)，搖動(dòng)15min，然后加入Ca(OH)20.2g及MgCO30.5g，以沉過量的銀，搖動(dòng)5min后過濾，繼續(xù)按蒸干顯色步驟進(jìn)行。
注5．在蒸干過程中加入碳酸鈣是為了防止硝態(tài)氮的損失。因?yàn)樵谒嵝院椭行詶l件下東干易導(dǎo)致硝酸離子的分解，如果浸出液中含銨鹽較多，更易產(chǎn)生負(fù)誤差。
注6．此反應(yīng)必須在無水條件下才能完成，因此反應(yīng)前必須蒸干。
注7．堿化時(shí)應(yīng)用NH4OH，而不用NaOH或KOH，是因?yàn)镹H3能與Ag+絡(luò)合成水溶性的[ (NH3)2]+，不致生成Ag2O的黑色沉淀而影響比色。
注8．在蒸干前，顯色和轉(zhuǎn)入容量瓶時(shí)應(yīng)防止損失。
4.4.2.2還原蒸餾法
4.4.2.2.1方法原理 土壤浸出液中的NO3-和NO2-在氧化鎂存在下，用FeSO4-Zn還原蒸出氨氣為硼酸吸收，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。單測(cè)硝態(tài)氮時(shí)，土壤用飽和硫酸鈣溶液浸提，聯(lián)合測(cè)定銨態(tài)氮和硝態(tài)氮時(shí)，土壤用氯化鉀浸提。
4.4.2.2.2試劑
（1）飽和硫酸鈣溶液 將硫酸鈣加入水中充分振蕩，使其達(dá)到飽，澄清。
（2）0.01mol·L-1HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液 將濃鹽酸(HCl，ρ≈1.19g·mL-1,分析純)約1mL稀釋至1L，用硼砂標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定其準(zhǔn)確濃度。
（3）甲基紅—溴甲酚綠混合指示劑 稱取甲基紅0.1g和溴甲酚綠0.5g于瑪瑙研缽中，加入100mL乙醇研磨至完全溶解。
（4）氧化鎂懸液 稱取氧化鎂（MgO，化學(xué)純）12g，放入100mL水中，搖勻。
（5）硫酸亞鐵鋅還原劑 稱取鋅粉（Zn，化學(xué)純）與亞鐵硫酸（FeSO4·7H2O，化學(xué)純）按1：5混合，磨細(xì)。
（6）硼酸指示劑溶液 稱取硼酸20g溶于水中，稀釋至1L，加入甲基紅—溴甲酚綠指示劑20mL，并用稀堿或稀酸調(diào)節(jié)溶液為紫紅色（約pH4.5）。
4.4.2.2.3主要儀器 往復(fù)式振蕩機(jī)和定氮蒸餾裝置。
4.4.2.2.4操作步驟
（1）浸提。見4.1.3.1.1.4(1)
（2）蒸餾 吸取濾液25mL,放入定氮蒸餾器中，加入氧化鎂懸液10mL，通入蒸汽蒸餾去除銨態(tài)氮，待銨態(tài)氮去除后（用鈉氏試劑檢查），加入硫酸亞鐵鋅還原劑約1g，或節(jié)瓦爾德合金（過60號(hào)篩）0.2g，繼續(xù)蒸餾，在冷凝管下端用硼酸溶液吸收還原蒸出的氨。用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。同和空白試驗(yàn)。
4.4.2.2.5結(jié)果計(jì)算
土壤硝態(tài)氮NO3－—（N）含量（mg·kg-1）=
式中：c——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mol·L-1）；
V——樣品滴定HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL)；
V0——空白滴定HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液體積(mL)；
14.0——氮的原子摩爾質(zhì)量（g·mol-1）；
ts——分取倍數(shù)；
103——“換算系數(shù)”（包括mL換算為L(zhǎng)，10-3；g換算為mg，103；換算為kg，103）；
m——烘干樣品質(zhì)量（g）。
