朱繼榮　祝鵬飛　束良佐

【摘 要】綜合闡述了連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定土壤硝態(tài)氮的實(shí)驗(yàn)原理以及具體操作方法。為大批量分析土壤硝態(tài)氮提供理論依據(jù)，為監(jiān)測(cè)土壤氮素指標(biāo)提供技術(shù)支持。

【關(guān)鍵詞】硝態(tài)氮;大批量;連續(xù)流動(dòng)分析

中圖分類號(hào)： X832;X833 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）13-0077-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.035

Overview of a comprehensive experiment of determining soil nitrate nitrogen by continuous flow analysis

ZHU Ji-rong ZHU Peng-fei SHU Liang-zuo*

（Huaibei Normal University， Huabei Anhui 235000， China）

【Abstract】The experimental principle and specific operation for the determination of soil nitrate nitrogen by continuous flow analysis are comprehensively clarified. These can provide a practical guide for large-scale analysis of soil nitrate nitrogen and provide technical support for monitoring of soil nitrogen indicators.

【Key words】Nitrate nitrogen; Mass production; Continuous flow analytical system

0 引言

硝態(tài)氮是土壤中可利用的主要氮素形態(tài)之一，是植物生長(zhǎng)發(fā)育需要的重要氮源，可以被植物直接吸收利用。另一方面土壤中的硝態(tài)氮含量會(huì)影響土壤生態(tài)環(huán)境，它可以通過淋溶、徑流等途徑轉(zhuǎn)移擴(kuò)散，造成土壤或地下水氮素污染[1]。因此，對(duì)土壤硝態(tài)氮含量的準(zhǔn)確測(cè)定一方面能監(jiān)測(cè)土壤氮素利用率，在一定程度上了解土壤供肥能力，為適量施肥提供一定的理論依據(jù)。另一方面對(duì)及時(shí)了解氮素污染情況具有重要作用。

傳統(tǒng)土壤硝態(tài)氮的測(cè)定方法主要有酚二磺酸法，鍍銅鎘柱還原-重氮化偶合比色法[2]，GB/T32737-2016紫外分光光度計(jì)法等[3]，但這些傳統(tǒng)的測(cè)試方法或者操作繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，人為操作誤差較大，或者不適合大批量試驗(yàn)樣品測(cè)試.而連續(xù)流動(dòng)分析系統(tǒng)則將長(zhǎng)時(shí)間的手工操作簡(jiǎn)化成儀器自動(dòng)化操作，大大提高實(shí)驗(yàn)效率。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）掌握土壤硝態(tài)氮的提取方法。

（2）了解連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定土壤硝態(tài)氮的原理。

（3）掌握連續(xù)流動(dòng)分析法測(cè)定硝態(tài)氮的操作方法。

2 實(shí)驗(yàn)原理

連續(xù)流動(dòng)分析儀一般由采樣器、泵、化學(xué)模塊及數(shù)字比色計(jì)組成。采用空氣片段連續(xù)流動(dòng)分析技術(shù)，將樣品和試劑在一個(gè)連續(xù)流動(dòng)的系統(tǒng)中均勻混合，每個(gè)樣品被均勻的氣泡分割，以降低液體的擴(kuò)散度及樣品之間的交叉污染[4-5]。標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品通過采樣器被蠕動(dòng)泵吸出并流過整個(gè)系統(tǒng)，同時(shí)泵會(huì)連續(xù)不斷地輸送各個(gè)分析方法所需的試劑，并吸入空氣將流體分割成片段，在同樣條件下（包括時(shí)間、流動(dòng)速度、溫度、清洗比等），每個(gè)片段在混合圈中充分混合并發(fā)生反應(yīng)生成有色化合物，通過檢測(cè)器比色，最后將比色信號(hào)輸入電腦，軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并生成報(bào)告[6]。

硝酸鹽于堿性環(huán)境中在銅的催化作用下，被硫酸肼還原成亞硝酸鹽，并和對(duì)氨基苯磺酰胺及N-1-萘基乙二胺二鹽酸反應(yīng)生成的粉紅色化合物，然后在550nm波長(zhǎng)下檢測(cè)。溶液中加入磷酸是為了降低pH值，防止產(chǎn)生氫氧化鈣和氫氧化鎂。加入鋅是為了抑制氧化物和銅的反應(yīng)。

3 儀器與試劑

主要操作儀器為連續(xù)流動(dòng)化學(xué)分析儀（雙通道）AutoAnalyzer3。

需要試劑：

（1）浸提劑（2mol/L KCl）：將149g分析純氯化鉀溶入去離子水中，稀釋至1000ml并混合均勻。

（2）硝態(tài)氮標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1000mg/LN）：準(zhǔn)確稱取7.218g經(jīng)110±5℃烘干2h的硝酸鉀溶入去離子水，稀釋至1000mL。

（3）硫酸銅儲(chǔ)備液：配制濃度為0.1%的硫酸銅儲(chǔ)備液。

（4）硫酸鋅儲(chǔ)備液：配制濃度為1%的硫酸鋅儲(chǔ)備液。

（5）顯色劑：將10g磺胺溶入去離子水中（約600ml），加入0.5gN-1-萘基乙二胺二鹽酸，并混合均勻。再加入100ml磷酸，最后稀釋至1000mL。溶液貯存于棕色試劑瓶中。（每周更換）

（6）氫氧化鈉溶液：將40g氫氧化鈉溶入去離子水中，稀釋至1000mL并加入1mL Brij-35（30%）溶液。

（7）磷酸溶液：小心地將3mL磷酸加至約600mL去離子水中并溶入4g十水二磷酸四鈉混合均勻。稀釋至1000mL后1mL Brij-35（30%）溶液。

（8）硫酸肼溶液：將14mL 硫酸銅儲(chǔ)備液，10mL硫酸鋅儲(chǔ)備液和 6g硫酸肼加入約600mL去離子水中，稀釋至1000mL混合均勻。

（9）稀釋水和系統(tǒng)清洗液：準(zhǔn)確量取Brij-35（30%）溶液2ml加入到1000ml去離子水中，混合均勻。

4 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟

4.1 土壤樣品浸提

稱取5.0g過2mm篩孔的新鮮土壤樣品，放入250ml三角瓶中，加入浸提劑[6]（2mol/L KCl）溶液50ml，塞緊瓶塞，置于振蕩器上震蕩1h（25±2°C），之后過濾到100ml三角瓶中。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)系列制備

取6支50mL容量瓶，分別制備濃度為0，1，2，5，10，20mg/L的NO ?N標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，以土壤浸提劑稀釋。

4.3 測(cè)定

啟動(dòng)電源開關(guān)預(yù)熱，打開軟件，創(chuàng)建分析方法、分析參數(shù)。啟動(dòng)工作程序，所有管路放入去離子水中運(yùn)行至基線維持穩(wěn)定后，按要儀器操作管路示意圖先后注入各試劑，設(shè)定增益值。將標(biāo)樣與樣品按照先標(biāo)樣后樣品的順序倒入采樣杯中固定，等待儀器自動(dòng)取樣分析。分析完畢后由電腦自動(dòng)輸出標(biāo)線及樣品濃度值。

5 結(jié)果計(jì)算與表示

土壤中硝態(tài)氮含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω（NO ?N）表示，數(shù)值以mg·kg-1表示。

ω（NO ?N）= （ρ×V×ts）/m

其中：ω（NO ?N）-土壤中硝態(tài)氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（mg·kg-1）;

ρ-儀器輸出的硝態(tài)氮質(zhì)量濃度（mg·L-1）

V-顯色液的體積（ml）;

ts-分取倍數(shù)

m-干土樣品質(zhì)量（g）

6 結(jié)論

流動(dòng)分析法是模擬重復(fù)手工分光光度法檢測(cè)硝酸鹽過程[7]，主要通過程序化進(jìn)樣、過濾、混合、反應(yīng)、比色等步驟完成，具有分析速度快，消耗試劑少，準(zhǔn)確度與精確度較高[6]的優(yōu)點(diǎn)，尤其適合大批量樣品的檢測(cè)。

7 注意事項(xiàng)

（1）由于分析土壤硝態(tài)氮是使用的是新鮮土樣，因此還需要同時(shí)測(cè)定土壤含水率以便計(jì)算干土質(zhì)量。

（2）分析土壤提取液時(shí)進(jìn)樣器清洗液必須和樣品提取液保持一致。

（3）分析土壤樣品時(shí)，工作標(biāo)準(zhǔn)要用樣品提取液稀釋。

（4）如果發(fā)現(xiàn)浸提液中存在粒徑>1mm的顆粒物時(shí)必須用濾膜過濾，防止測(cè)試過程中堵塞管道。

（5）除非特殊說明，所有試劑均為分析純

（6）注意樣品濃度不得超過20mg·L-1，超出則需要稀釋。

【參考文獻(xiàn)】

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