李靜

（天津市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，天津300000）

1 引言

土壤有機(jī)質(zhì)是指存在于土壤中的所有含碳有機(jī)物質(zhì)，包括動(dòng)物、植物殘?bào)w，微生物以及其分解合成的各類有機(jī)物質(zhì)。作為土壤中的重要組成物質(zhì)，土壤有機(jī)質(zhì)是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要指標(biāo)之一。土壤有機(jī)質(zhì)含量的高低將影響到土壤供給N、P、K和其他微量元素的能力，以及空氣和水分子間的協(xié)調(diào)關(guān)系的團(tuán)聚化程度。同時(shí)土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)陽(yáng)離子的交換、土壤顏色、溫度等土壤性質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的影響。由于土壤有機(jī)質(zhì)的對(duì)土壤肥力起著重要作用，因此測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量具有十分重要的意義。

目前國(guó)內(nèi)外測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)的方法有多種。例如：重鉻酸鉀容量法、干燒法、灼燒法、微波消解法、水合熱比色法等。這些方法各有優(yōu)劣，在此主要選取重鉻酸鉀容量法、干燒法和灼燒法進(jìn)行比對(duì)分析。幾類方法中重鉻酸鉀容量法式目前采用的國(guó)標(biāo)方法，是20世紀(jì)50年代以來，世界各國(guó)在土壤有機(jī)質(zhì)研究領(lǐng)域中使用得比較普遍的方法之一。

2 測(cè)定原理

2.1 重鉻酸鉀容量法原理

重鉻酸鉀容量法運(yùn)用的是氧化還原原理。在過量的硫酸存在下，借氧化劑重鉻酸鉀（或鉻酸）氧化有機(jī)碳，剩余的氧化劑用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵溶液回滴，通過剩余量算出被土壤有機(jī)質(zhì)消耗的重鉻酸鉀，計(jì)算土壤有機(jī)質(zhì)?；瘜W(xué)反應(yīng)如下：

多余的K2Cr2O7的還原：

2.2 干燒法原理

干燒法運(yùn)用原理是測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)中的碳經(jīng)氧化后放出的CO2量。在無CO2的氧氣流或惰性載氣流中將土壤樣品進(jìn)行燃燒，完全燃燒后釋放出的CO2置于檢測(cè)點(diǎn)，此時(shí)再通過相應(yīng)檢測(cè)手段測(cè)量實(shí)驗(yàn)中形成的CO2實(shí)際含量。

具體而言，在高溫下將有機(jī)C加熱分解，使其變成CO2后，用堿石灰（CaO＋NaOH）吸收生成的CO2，由CaCO3重量換算成OM含量。

2.3 灼燒法原理

灼燒法的原理是測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)中的C經(jīng)灼燒后造成的土壤失重。將溫度在105℃下除去吸濕水的土壤樣品先稱重，再將其置于350～1000℃灼燒2h，然后稱重。兩次稱重之重量差即是測(cè)定土壤樣品中土壤有機(jī)質(zhì)的重量。

3 測(cè)定方法特點(diǎn)分析

3.1 重鉻酸鉀容量法特點(diǎn)

采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)時(shí)，由于土壤中碳酸鹽無干擾作用，測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，適用于大量樣品的分析。但存在的不足之處是：操作較為繁瑣，實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)多。測(cè)定中對(duì)滴定終點(diǎn)的觀察、判斷、條件控制均要求準(zhǔn)確掌握（消化好的樣品要求是黃色或者稍帶有綠），對(duì)于沒有嫻熟分析實(shí)驗(yàn)操作技能的操作者，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又容易產(chǎn)生誤差。此外由于石蠟油浴易引起環(huán)境污染，試管上粘附的油難以擦干凈，對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生危害。

重鉻酸鉀容量法在測(cè)定時(shí)具有更加明確的注意事項(xiàng)。測(cè)定中必須根據(jù)有機(jī)質(zhì)的含量來決定稱樣量，每份分析樣品中的有機(jī)碳的含量應(yīng)控制在8mg以內(nèi)。同時(shí)對(duì)消煮溫度也需要進(jìn)行嚴(yán)格控制，溫度必須在170～180℃的范圍內(nèi)，沸騰時(shí)間保證準(zhǔn)確計(jì)算在5min。最后消煮好的樣品試液顏色應(yīng)為黃色或黃中稍帶綠色。若樣品以綠色為主則說明重鉻酸鉀用量不足，滴定時(shí)消耗FeSO4的量少于空白用量的1／3，則可能氧化不完全，應(yīng)棄之重做。

3.2 干燒法特點(diǎn)

干燒法特點(diǎn)是能使土壤有機(jī)質(zhì)全部分解，還原物質(zhì)對(duì)測(cè)定不產(chǎn)生影響，實(shí)驗(yàn)可獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。但干燒法操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)，對(duì)分析技術(shù)要求較高，需要特殊的儀器設(shè)備，整體分析運(yùn)行成本偏高。干燒法分析土壤中C時(shí)，包括有機(jī)碳和碳酸鹽和元素碳等無機(jī)碳。當(dāng)土壤中含有各類無機(jī)碳時(shí)，需先采取處理除去無機(jī)碳，這樣使得操作更繁瑣了。由此可以認(rèn)為，干燒法并不適于含碳酸鹽土壤的分析。

3.3 灼燒法特點(diǎn)

灼燒法可直接采用未磨土樣進(jìn)行分析，同時(shí)可將吸濕水測(cè)定聯(lián)同進(jìn)行。灼燒法測(cè)定可基本消除常見的因磨樣、添加化學(xué)試劑等引起的樣品污染和變異。采用灼燒法特點(diǎn)在于快速簡(jiǎn)便，該方法適于大批量土樣的測(cè)定。在2h內(nèi)灼燒法可同時(shí)灼燒40個(gè)土樣。灼燒法的操作步驟簡(jiǎn)便，不需進(jìn)行特殊的分析技術(shù)測(cè)定，整個(gè)過程屬于簡(jiǎn)單的物理升溫、恒溫和稱重過程。測(cè)定中不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)和放射性污染。但是的缺點(diǎn)在于，在測(cè)定過程中粘土礦物結(jié)構(gòu)水的失重及碳酸鹽的分解失重，這使得灼燒法測(cè)定的LOI值比采用干燒法測(cè)定的有機(jī)質(zhì)濃度值高。所以這就造成了該法在細(xì)密質(zhì)地的土壤及石灰性土壤上的廣泛應(yīng)用受到限制。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，重鉻酸鉀容量法、干燒法、灼燒法都是土壤有機(jī)質(zhì)分析法的3種不同的主要測(cè)定方法。重鉻酸鉀容量法由于測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，適用于大量樣品的分析等特點(diǎn)成為國(guó)標(biāo)測(cè)定方法，但該法操作繁瑣，實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)多也成為其不足之處，需要不斷改進(jìn)研究。而干燒法測(cè)定雖然也可獲得較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，但操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)，測(cè)定的整體分析運(yùn)行成本偏高使得該法研究受到限制。作為比對(duì)分析中另一種測(cè)定方法，灼燒法具有快速簡(jiǎn)便，適于大批量土樣的測(cè)定的優(yōu)點(diǎn)，但是的缺點(diǎn)相比干燒法在測(cè)定的有機(jī)質(zhì)濃度值偏高，在細(xì)密質(zhì)地的土壤及石灰性土壤上的應(yīng)用受到影響。

比對(duì)常用土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定方法得出3種方法各有優(yōu)劣。作為國(guó)標(biāo)測(cè)定方法的重鉻酸鉀容量法在近年來不斷改進(jìn)加熱條件后，逐漸得到完善，在大量樣品分析中顯示出其重要的價(jià)值，因此重鉻酸鉀容量法值得繼續(xù)深入研究。

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