卓麗飛,方添坤，楊東曉，陳志欣

(國家海洋局舟山海洋工作站，浙江 舟山 316022)

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堿性過硫酸鉀氧化法和元素分析儀法對比研究

卓麗飛,方添坤，楊東曉，陳志欣

(國家海洋局舟山海洋工作站，浙江 舟山 316022)

總氮是農(nóng)業(yè)、生物和環(huán)境等多領(lǐng)域研究的常規(guī)測試項目,堿性過硫酸鉀氧化法和元素分析儀法作為常規(guī)方法通用于上述領(lǐng)域。本文通過對34個沉積物樣品的總氮分析，對兩種方法進行對比研究。堿性過硫酸鉀氧化法的精密度相對高于元素分析儀法。兩種分析方法測得總氮含量具有不同程度的差別，以兩種方法測得的含量比值為修正系數(shù)，對堿性過硫酸鉀氧化法測得的總氮含量進行修正后與元素分析儀法測得結(jié)果比較，顯著性分析表明兩者結(jié)果一致。

沉積物；總氮；堿性過硫酸鉀氧化法；元素分析儀法

氮是海洋中重要的營養(yǎng)物質(zhì)，也是海洋生物生長發(fā)育的限制性因子[1]。近海沉積物對上覆水體有凈化功能的同時，也在一定程度上發(fā)揮著營養(yǎng)源的作用[2-3]，從而成為誘發(fā)赤潮的潛在危害。總氮是農(nóng)業(yè)、生物和環(huán)境等多領(lǐng)域研究的常規(guī)測試項目,堿性過硫酸鉀氧化法和元素分析儀法作為常規(guī)方法通用于上述領(lǐng)域，也廣泛用于海洋沉積物的總氮的測定。兩種方法各有特點，但兩種方法的并用，使人們想當然地認為其測定結(jié)果也具有“并行性”，即兩種方法的結(jié)果可進行直接對比，但通過對海洋表層沉積物樣品中總氮的測定，發(fā)現(xiàn)兩種方法存在較大的差別，其測定結(jié)果也不具有“并行性”，不能直接進行比較。

1 實 驗

1.1 實驗樣品

利用抓斗式采泥器采集了海洋表層沉積物樣品34個，密封盛裝于潔凈的聚乙烯袋并于-20 ℃冷凍保存，沉積物樣品帶回實驗室經(jīng)真空冷凍干燥，研磨過200目篩后備用。

1.2 實驗方法

堿性過硫酸鉀氧化法：稱取沉積物樣品(經(jīng)過烘干研磨)適量(0.05 g左右)于25.0 mL比色管中，加入20.0 mL純水后再加2.5 mL堿性過硫酸鉀溶液，蓋緊蓋子，于高壓滅菌鍋中加熱消解30 min。冷卻至室溫，加入1.0 mL(1+9)鹽酸后稀釋至刻度混勻，靜置過夜取上清液，測定方法參考HJ 636-2012《水質(zhì) 總氮的測定 堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》。

元素分析儀法：稱取沉積物樣品50 mg，包裹在錫箔中待測。儀器開機、升溫后預熱，待穩(wěn)定后分別做空白校準、儀器檢查、標準曲線校準。完成上述標定后，儀器自動分析待測樣品。

2 實驗結(jié)果

2.1 兩種方法測定沉積物中總氮的精密度對比

對同一樣品分別使用堿性過硫酸鉀氧化法和元素分析儀法進行6次平行測定，其測定結(jié)果如表1所示。堿性過硫酸鉀氧化法測定總氮含量的標準偏差為12.79，相對標準偏差在2%左右；元素分析儀法測定總氮含量的標準偏差為75.28，相對標準偏差在7%左右。由此可知，堿性過硫酸鉀氧化法的精密度相對高于元素分析儀法。

表1 堿性過硫酸鉀氧化法和元素分析儀法測定沉積物中總氮的精密度比較

2.2 兩種方法測定沉積物中總氮含量結(jié)果對比

兩種方法測定的總氮含量如圖1所示，其中每個總氮數(shù)據(jù)皆為平行測定的平均值。由圖1可知，堿性過硫酸鉀氧化法和元素分析儀法測得的總氮含量具有不同程度的差別，這種差異需要統(tǒng)計學的顯著性檢驗來判斷。

圖1 堿性過硫酸鉀氧化法和元素分析儀法測定沉積物中總氮含量

由表2可知，當兩法測定結(jié)果的方差齊性Levene檢驗P(Sig.)>0.05，可認為兩方差齊性，應選用“假設(shè)方差相等”一行的t檢驗結(jié)果，按α=0.05顯著性水平，當P(Sig.雙側(cè))>0.05，兩法測得的結(jié)果一致，當P(Sig.雙側(cè))<0.05，兩法測得結(jié)果不同；當兩法測定結(jié)果的方差齊性Levene檢驗P(Sig.)<0.05，可認為兩方差不齊，應選用“假設(shè)方差不相等”一行的t檢驗結(jié)果，按α=0.05 顯著性水平，當P(Sig.雙側(cè))>0.05，兩法測得結(jié)果一致，當P(Sig.雙側(cè))<0.05，兩法測得的結(jié)果不同[4]。因此，對于34個沉積物樣品，兩法測定的總氮含量結(jié)果是不一致的。

表2 堿性過硫酸鉀氧化法和元素分析儀法測定沉積物中總氮結(jié)果的顯著性分析(α=0.05)

2.3 兩種方法測定的總氮含量修正后結(jié)果對比

圖2 元素分析儀法與堿性過硫酸鉀氧化法測定的總氮含量的比值

表3 修正后兩種分析方法的總氮測定結(jié)果的顯著性分析

3 討 論

4 結(jié) 論

堿性過硫酸鉀氧化法和元素分析儀法測定沉積物中總氮結(jié)果的顯著性分析可知兩種方法測得的總氮數(shù)值具有顯著差異性，但元素分析儀法大大的縮短了測定時間，為大量樣品的測定提供了方便。結(jié)合江偉等[4]網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物中氮的研究對凱氏蒸餾法和元素分析儀法測定沉積物中總氮含量的結(jié)果比較可見，對總氮中的固定態(tài)銨提取不徹底是凱氏定氮法和堿性過硫酸鉀法測定沉積物中總氮時存在的主要問題，因此測定結(jié)果往往偏低，而元素分析儀法具有操作簡單、準確快速、自動計算并處理結(jié)果等優(yōu)點，因此得到廣泛應用[15-17]。但兩種方法測定總氮結(jié)果的差異是否完全取決于沉積物中固定態(tài)銨的含量還有待進一步研究。

[1] 徐永健, 錢魯閔. 海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖對環(huán)境的影響[J]. 應用生態(tài)學報, 2004,15(3): 532-536.

[2] 翁煥新,陳立紅,樓竹山,等. 沿海沉積營養(yǎng)物質(zhì)對引發(fā)赤潮的潛在影響[J]. 浙江大學學報:理學版, 2004, 31(5): 596-600.

[3] 岳維忠,黃小平. 近海沉積物中氮磷的生物地球化學研究進展[J]. 臺灣海峽, 2003,22(3): 407-414.

[4] 江偉,李心清,蔣倩,等. 凱氏蒸餾法和元素分析儀法測定沉積物中全氮含量的異同及其意義[J]. 地球化學, 2006, 35(3):319-324.

[5] Kjeldahl J. Neue Methode zur Bestimmung des Stickstoffs in organischen K?rpern[J]. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 1883, 22(1): 366-382.

[6] 張崇玉. 凱氏全氮與固定態(tài)銨之間的關(guān)系[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學, 2004, 37(12): 1879-1885.

[7] 蔣增杰,崔毅,陳碧娟,等. 唐島灣網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)沉積環(huán)境質(zhì)量及污染程度評價[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報, 2007, 26: 394-399.

[8] Delange G J. Distribution of exchangeable, fixed, organic and total nitrogen in interbedded turbiditic/pelagic sediments of the maderia abyssal-plain, eastern North atlantic[J]. Marine gelogy, 1992, 109(1-2): 95-114.

[9] STEVEVSON F J. Nitrogenous constituents of deep sea sediments[J]. Advances in Organic Geochemi, 1970, 237-264.

[10]Smart M M, Rada R G, Donnermeyer G N. Determination of total nitrogen in sediments and plants using persulfate digestion. An evaluation and comparison with the Kjeldahl procedure[J]. Water Research, 1983, 17(9): 1207-1211.

[11]呂曉霞,宋金明,李學剛,等. 北黃海沉積物中氮的地球化學特征及其早期成巖作用[J]. 地質(zhì)學報, 2005, 79(1): 114-123.

[12]Peterburgsky A V, Smirnov P M. Ammonium firxation by sume soils in the ussr and the availability of this Ion to plants[J]. Plant and Soil, 1966, 25(1): 119-127.

[13]Kowalenko C G, Yu S.Solution,exchangeable and clay-fixed ammonium in south coast british Columbia soils.Cana[J]. Journalof Soil Science, 1996, 76(4): 473-483.

[14]Rosenfeld J K. Nitrogen diagenesis in Long Island Sound sediments[J]. Am J Sci, 1981, 281: 436-462.

[15]Tabo M, Martin K, Otlogetswe T, et al. Influence of seasonal flooding on soil total nitrogen,organic phosphorus and microbial populations in the OKabango Delta,Botswana[J]. Journal of Arid Environments, 2003, 54(2): 359-369.

[16]朱炳德. 黃海及膠州灣沉積物中氮的形態(tài)研究[D]. 青島:中國海洋大學, 2007.

[17]周召千. 東海沉積物中氮的形態(tài)研究[D].青島:中國海洋大學,2008.

Comparative Study on Alkaline Persulfate Oxidation Method and Elemental Analyzer Method

ZHUOLi-fei,FANGTian-kun,YANGDong-xiao,CHENZhi-xin

(Zhoushan Marine Workstation, SOA, Zhejiang Zhoushan 316022, China)

Total nitrogen is a conventional test item in various fields, such as agriculture, biology and environmental studies. Alkaline persulfate oxidation method and elemental analyzer method are routine methods for the determination of total nitrogen in these areas. The comparative study based on the measurement results of the two methods of 34 sediment samples. Alkaline potassium persulfate method had higher precision than elemental analyzer method. Total nitrogen content of the two methods had varying degrees of difference. The content ratio was measured in two ways as the correction factor for the content of alkaline persulfate oxidation method, then compared with that of elemental analyzer method, significant analysis showed consistent results between the two methods.

sediments; total nitrogen; alkaline persulfate oxidation method; elemental analyzer method

卓麗飛(1989-)，女，碩士，主要從事海洋環(huán)境監(jiān)測。

P734.4

A

1001-9677(2016)020-0105-03