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        有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)檢測(cè)影響因素探討

        2019-03-03 05:57:04楊金偉
        云南化工 2019年2期
        關(guān)鍵詞:標(biāo)液重鉻酸鉀亞鐵

        楊 斌,楊金偉

        (廣西壯族自治區(qū)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院,廣西 南寧 530007)

        有機(jī)肥料中的有機(jī)質(zhì)是指其中含碳的有機(jī)化合物。有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)來(lái)源非常廣泛,一般來(lái)源于微生物、動(dòng)物殘?bào)w,植物殘?bào)w,微生物、動(dòng)物、植物的排泄物和分泌物,以及其他的廢水廢渣等[1]。有機(jī)質(zhì)主要由樹質(zhì)、蠟質(zhì)、碳水化合物、蛋白質(zhì)、木素等組成。通過(guò)分析有機(jī)質(zhì)發(fā)現(xiàn)其主要組成元素是碳、氫、氧、氮,分別占總質(zhì)量的52%~58%、3.3%~4.8%,9%~34%、3.7%~4.1%。同時(shí),有機(jī)質(zhì)中含有植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的各種營(yíng)養(yǎng)元素,如氮、磷、鉀、鐵、鈣、硫、鎂等。有機(jī)質(zhì)為植物生長(zhǎng)提供各種養(yǎng)分,是植物生長(zhǎng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源之一。同時(shí),有機(jī)肥料中的有機(jī)質(zhì)也在改善土壤的物理性質(zhì),促進(jìn)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,以及增強(qiáng)土壤的保水性、保肥性和緩沖性等方面起著重要作用。由此可見,有機(jī)質(zhì)作為有機(jī)肥料的重要組成部分,其含量是判斷土壤肥力的重要依據(jù),測(cè)定其含量也是肥料分析中的主要項(xiàng)目。本文主要分析有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)的檢測(cè)方法以及檢測(cè)過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題[2]。

        1 檢測(cè)方法

        檢測(cè)肥料中有機(jī)質(zhì)含量時(shí),根據(jù)不同的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn),在測(cè)定過(guò)程中所采用的檢測(cè)原理、試劑配比、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)等存在較大的差異。檢測(cè)肥料中有機(jī)質(zhì)的方法很多,常見的有容量法、質(zhì)量法、比色法等。目前,檢測(cè)有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)為NY 525-2012,這是農(nóng)業(yè)部發(fā)布的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn),也是最廣泛使用的重鉻酸鉀容量法。該方法簡(jiǎn)單便捷,重現(xiàn)性好,不受其他雜質(zhì)的影響,特別適用于批量檢測(cè)工作。重鉻酸鉀容量法的方法原理如下:用定量配制的重鉻酸鉀與濃硫酸混合溶液,在加熱的條件下完全氧化有機(jī)質(zhì)中的碳元素,剩余的重鉻酸鉀用標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵溶液進(jìn)行滴定,同時(shí)以二氧化硅為添加物作空白試驗(yàn),根據(jù)氧化前后氧化劑消耗量來(lái)計(jì)算有機(jī)碳含量,乘以系數(shù)1.724就得到有機(jī)質(zhì)含量[3]。滴定過(guò)程以鄰菲羅啉為指示劑,根據(jù)消耗的重鉻酸鉀數(shù)量計(jì)算有機(jī)碳的含量,同時(shí)根據(jù)有機(jī)質(zhì)中平均的含碳量再推算樣品中的有機(jī)質(zhì)含量。作為一種氧化還原指示劑,鄰菲羅啉易溶于亞鐵溶液中,1個(gè)亞鐵離子與3個(gè)鄰菲羅啉分子形成深紅色的鄰菲羅啉亞鐵鉻離子,當(dāng)遇上強(qiáng)氧化劑時(shí)就變成淡藍(lán)色的正鐵絡(luò)合物。整個(gè)滴定過(guò)程中指示劑的顏色變色如下:滴定初期以重鉻酸鉀的橙色為主,隨著滴定進(jìn)行指示劑在氧化條件下呈淡藍(lán)色,同時(shí)被重鉻酸鉀的橙紅色掩蓋,滴定過(guò)程中逐漸顯出綠色,當(dāng)接近滴定終點(diǎn)時(shí)溶液變成灰綠色,也就是綠色剛出現(xiàn)而不消失,當(dāng)亞鐵離子滴定過(guò)量后,溶液就被染成棕紅色,這就表示已經(jīng)達(dá)到滴定終點(diǎn)[4]。

        該方法是利用返滴定法測(cè)定有機(jī)質(zhì)的含量,所以保證有機(jī)肥料中的有機(jī)碳完全被氧化是檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確的必要條件。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,在加熱氧化過(guò)程中每隔5min就要搖動(dòng)三角瓶一次。特別是,加有樣品和重鉻酸鉀標(biāo)液的三角瓶,要勤搖動(dòng),保證有機(jī)碳完全被氧化。另外,用于滴定標(biāo)液所用的硫酸亞鐵標(biāo)液必須現(xiàn)用現(xiàn)配,這是由于二價(jià)鐵離子不穩(wěn)定,容易被空氣中的氧氣氧化成三價(jià)鐵離子。最后,有經(jīng)驗(yàn)者可以通過(guò)空白試樣和滴定試樣在滴定中所用的標(biāo)液用量進(jìn)行判斷有機(jī)碳的氧化程度。一般情況下,滴定試樣的標(biāo)液用量如果不到空白試驗(yàn)所用的1/3時(shí),可以判斷有機(jī)碳氧化不完全,導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)測(cè)定結(jié)果偏低。這時(shí)應(yīng)該減少樣品稱樣量,重新進(jìn)行測(cè)定[5]。

        2 檢測(cè)的注意事項(xiàng)

        2.1 準(zhǔn)確添加重鉻酸鉀溶液

        重鉻酸鉀溶液是有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定時(shí)使用的主要溶液,由于其濃度較大,導(dǎo)致黏滯性明顯。在測(cè)定平行樣品時(shí),即使加入的溶液量相差一滴,也會(huì)極大的影響平行樣品結(jié)果。所以,準(zhǔn)確吸取重鉻酸鉀溶液的量就是非常重要的事情。操作時(shí),利用胖肚移液管加入,滴加速度要緩慢,必須保證溶液完全流出后,再移出移液管[6]。

        2.2 樣本的前處理工作

        將樣品風(fēng)干是檢測(cè)有機(jī)肥料樣品前的首要工作。這主要是因?yàn)橛袡C(jī)肥料中含有一定量的還原性物質(zhì),例如亞鐵離子等。采用重鉻酸鉀法測(cè)定時(shí),還原性物質(zhì)會(huì)消耗一部分重鉻酸鉀,導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)含量的檢測(cè)結(jié)果比實(shí)際高。樣品風(fēng)干過(guò)程要在陰涼、通風(fēng)的環(huán)境中進(jìn)行,不能直接放在陽(yáng)光下照射。風(fēng)干后,還要將樣品粉碎,粉碎過(guò)程一般使用粉碎機(jī)打碎,但是粉碎機(jī)的旋轉(zhuǎn)時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng),避免樣品受到機(jī)器高溫的影響改變性狀,從而損失養(yǎng)分。粉碎過(guò)程必須完全,避免樣品顆粒過(guò)大影響檢測(cè)結(jié)果[7]。稱取樣品必須十分精確,一般要用萬(wàn)分之一的電子天平稱量。筆者實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),風(fēng)干、攪拌研磨過(guò)篩樣品的有機(jī)質(zhì)結(jié)果均高于新鮮樣品的測(cè)試結(jié)果,而且風(fēng)干、攪拌研磨過(guò)篩樣品的有機(jī)質(zhì),其平行測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)差值在0.2%以內(nèi),而新鮮樣品平行測(cè)定結(jié)果的絕對(duì)差值達(dá)到1%,已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn)要求范圍[8-9]。

        2.3 水浴環(huán)節(jié)應(yīng)注意問(wèn)題

        水浴是檢測(cè)中的重要一環(huán),該步驟需在高溫條件下開展。標(biāo)準(zhǔn)要求水浴試樣必須保持在沸騰的狀態(tài)中,同時(shí)嚴(yán)格控制水浴時(shí)間,要求在水浴條件下進(jìn)行30min,既不能為了省時(shí)間而縮短,也不能刻意延長(zhǎng)水浴時(shí)間,以保證能夠完全地氧化有機(jī)碳。另外在水浴時(shí)還要定時(shí)搖動(dòng)容量瓶,保證溶液充分混合。水浴完成后仔細(xì)觀察樣品顏色,如果溶液的顏色主要為綠色時(shí),表明重鉻酸鉀的用量較小,未達(dá)到規(guī)定量,需進(jìn)一步加大。

        2.4 滴定時(shí)應(yīng)注意問(wèn)題

        嚴(yán)格按照規(guī)定流程進(jìn)行滴定。使用滴定管前應(yīng)先排出膠頭處的氣泡,避免其對(duì)滴定數(shù)值的影響。硫酸亞鐵溶液添加到滴定管中后,應(yīng)在20s后進(jìn)行讀數(shù),以保證讀數(shù)的準(zhǔn)確性。在滴定過(guò)程中,應(yīng)堅(jiān)持“滿滴快搖”的原則,以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確滴定。讀數(shù)時(shí)眼睛應(yīng)平視彎月面下緣最低點(diǎn)處,不得俯視或仰視讀數(shù)[10]。

        2.5 氯離子的影響

        當(dāng)肥料中存在氯離子時(shí),滴定時(shí)也可被重鉻酸鉀氧化,所以氯離子的存在可導(dǎo)致最終檢測(cè)結(jié)果偏高。如果存在這種情況,可考慮向試樣中加入約0.1 g的硫酸銀,以消除氯離子的干擾。

        3 結(jié)語(yǔ)

        檢測(cè)有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)含量時(shí),NY 525-2012是目前最常使用的標(biāo)準(zhǔn),該方法采用重鉻酸鉀返滴定法進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)方法方便快捷。在實(shí)際操作過(guò)程中,應(yīng)做好樣品前處理、精確加入重鉻酸鉀溶液量、注意水浴時(shí)間和溫度等工作,以保證獲得準(zhǔn)確可靠的檢測(cè)結(jié)果。

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