張海燕，陶曉秋，熊 巍，靳冬梅，韶濟(jì)民，龐 夙

（四川省煙草質(zhì)量監(jiān)督檢測站，四川 成都 610041）

復(fù)混肥料主要原料有硫酸鉀、氯化銨、氯化鉀、尿素、硝銨等，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的施用過程中，不可避免會(huì)將氯離子帶入土壤[1]。土壤中氯離子含量過高，對(duì)農(nóng)作物影響極大，易造成土壤肥力降低或者土壤鹽堿化。因此，氯離子是復(fù)混肥料中重要的控制指標(biāo)[2]，現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15063—2009，復(fù)混肥料（復(fù)合肥料）中規(guī)定，未標(biāo) “含氯”的產(chǎn)品中氯離子含量不應(yīng)超過3.0%，標(biāo)識(shí)“含氯（低氯）”的產(chǎn)品中氯離子含量不應(yīng)超過15.0%，標(biāo)識(shí)“含氯（中氯）”的產(chǎn)品中氯離子含量不應(yīng)超過30.0%[3]。

煙草屬于喜鉀忌氯作物[4]，煙草中的氯是對(duì)煙葉的燃燒性最不利的非金屬元素。氯含量高的煙葉吸濕性強(qiáng)，燃燒性差，易熄火，故煙用肥料中的氯離子含量一般不超過3.0%。因此，準(zhǔn)確測定煙用復(fù)混肥料中的氯離子含量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，復(fù)混肥料中氯離子含量測定的國家標(biāo)準(zhǔn)是佛爾哈德法（GB 15063—2009），是在微酸性試料溶液中，加入過量的硝酸銀溶液，使氯離子轉(zhuǎn)化成為氯化銀沉淀，用鄰苯二甲酸二丁酯包裹沉淀，以硫酸鐵銨為指示劑，用硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定剩余的硝酸銀，然后計(jì)算出氯離子的含量。該方法操作繁瑣，重現(xiàn)性較差，靈敏度低。連續(xù)流動(dòng)分析方法自動(dòng)化程度高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于煙草[5-7]、植煙土壤[8]、水[9-10]中氯含量的測定，但關(guān)于連續(xù)流動(dòng)法測定煙用復(fù)混肥料中氯離子的含量鮮有報(bào)道。因此，筆者建立了利用連續(xù)流動(dòng)儀測定煙用復(fù)混肥料中氯離子含量的方法，以期為實(shí)現(xiàn)復(fù)混肥料樣品的自動(dòng)化快速檢測提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原理

采用空氣氣泡間隔的連續(xù)流動(dòng)分析技術(shù)，讓煙用復(fù)混肥料樣品溶液中的氯離子與顯色劑中的硫氰酸汞反應(yīng)，生成硫氰酸根離子和氯化汞，繼而與顯色劑中鐵離子反應(yīng)生成橙紅色的硫氰酸鐵，其顏色的深淺與氯的含量成正比，然后在460 nm處比色測定吸光度，反應(yīng)原理見如下方程式：

利用樣品峰高與濃度呈線性關(guān)系的特點(diǎn)，同時(shí)測定工作標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液，根據(jù)其對(duì)應(yīng)的峰高進(jìn)行比較，從而得到樣品溶液的濃度。圖1為連續(xù)流動(dòng)分析儀的管路圖。該研究在連續(xù)流動(dòng)儀器的管路中添加了滲析器，樣品溶液與滲析液混合，從滲析器上部進(jìn)入，經(jīng)過滲析膜時(shí)，樣品溶液中的色素等大分子干擾物被分離掉，只有小分子通過滲析器與顯色劑進(jìn)行反應(yīng)。對(duì)滲析率造成影響的因素主要有：滲析器的尺寸、滲析膜的種類以及滲析器上下部液體的離子濃度。該研究采用的滲析器長度為30 cm，滲析膜采用BRAN+LUEBBE公司提供的C型滲析膜，參考ISO 15682—2002[10]，該方法中的透析液設(shè)為稀硝酸，并且滲析槽上下部均添加了稀硝酸的管路。

1.2 試驗(yàn)材料

圖1 連續(xù)流動(dòng)法測定復(fù)混肥料中氯離子含量的管路圖

復(fù)混肥料（四川金葉化肥有限公司、涼山金葉化肥有限責(zé)任公司提供）；氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)[GBW（E）060024c]；硫氰酸汞（AR，貴州省銅仁化學(xué)試劑廠）；Brij35 溶液（聚乙氧基月桂醚，德國BRAN+LUEBBE公司）；九水合硝酸鐵、硝酸銀、硝酸、硫酸、甲醇、鄰苯二甲酸二丁酯（AR，廣東光華化學(xué)有限公司）；硫酸鐵銨，硫氰酸銨（AR，廣東西隴化工廠）。

AAⅢ連續(xù)流動(dòng)分析儀（配460 nm 濾光片，德國BRAN+LUEBBE公司）；AE260 電子天平（感量：0.000 1 g，瑞士Mettler 公司）；電熱板（常州國宇儀器制造有限公司）；Cascada ANMK2 純水儀（美國Pall 公司）；電動(dòng)分液器（德國Eppendorf 公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 溶液配制 （1）硫氰酸汞溶液：準(zhǔn)確稱取硫氰酸汞2.1 g，用甲醇溶解并定容至500 mL容量瓶中。（2）硝酸鐵溶液：準(zhǔn)確稱取九水合硝酸鐵101.0 g，量取200 mL水使其溶解，再量取15.8 mL濃硝酸，加入到溶液中，混合均勻，將混合溶液轉(zhuǎn)移至500 mL容量瓶中，用水定容至刻度。（3）顯色劑：分別移取上述硝酸鐵溶液和硫氰酸汞溶液各60 mL，用水定容至250 mL容量瓶中。（4）硝酸溶液（0.22 mol/L）：準(zhǔn)確量取濃硝酸16 mL，先用水稀釋后，然后用水定容至1 000 mL容量瓶中。（5）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制：稱取干燥至恒重的氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)1.648 g于燒杯中，精確至0.000 1 mg，用水溶解并定容至1 000 mL容量瓶中，制得1000 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。分別移取標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0.5、1、2、3、4 mL到5個(gè)100 mL棕色容量瓶中，用水定容至刻度，配制成濃度為5、10、20、30、40 μg/mL的系列標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

1.3.2 樣品處理與分析 準(zhǔn)確稱取0.5 mm煙用復(fù)混肥料樣品（即過35目篩）0.500 0 g于250 mL燒杯中，加蒸餾水100 mL，在電熱板上緩慢加熱微沸10 min，冷卻至室溫，用蒸餾水定容至250 mL容量瓶中，搖勻后干過濾，棄去最初的部分濾液，用連續(xù)流動(dòng)分析儀測定濾液。儀器分析條件：進(jìn)樣時(shí)間51 s，清洗時(shí)間52 s，檢測波長460 nm，出峰時(shí)間約為13 min。在與測定標(biāo)準(zhǔn)工作溶液相同的條件下，測定肥料樣品溶液的吸光度，通過連續(xù)流動(dòng)分析儀的AACE 6.10軟件在線采集處理后計(jì)算出待測液的氯含量，然后按公式（1）計(jì)算復(fù)混肥料中氯離子含量a（%）。

式中：C為樣品溶液中氯離子的儀器測得值（μg/mL）；V為萃取液體積（mL）；m為稱取肥料試樣質(zhì)量（g）。

1.3.3 檢測方法優(yōu)化與驗(yàn)證 （1）透析液濃度的選擇：由于ISO 15682—2002中所使用的顯色劑濃度比該試驗(yàn)中設(shè)置的低50%。因此，在圖1所示的管路中，設(shè)定經(jīng)過滲析槽上部的稀硝酸濃度為ISO 15682—2002中的2倍，為0.22 mol/L。為了探討滲析槽下部稀硝酸溶液的濃度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線和儀器增益的影響，筆者設(shè)置了0.05、0.10、0.15、0.20、0.22、0.30 mol/L的稀硝酸溶液濃度進(jìn)行試驗(yàn)。（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：用連續(xù)流動(dòng)分析儀對(duì)5、10、20、30、40 μg /mL的氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析，以氯離子濃度（Y）對(duì)其峰高（X）進(jìn)行回歸分析，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線及相關(guān)系數(shù)。（3）方法的檢出限、定量限：采用最低濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)進(jìn)樣10次，計(jì)算結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以此判斷該方法的檢出限和定量限。（4）方法的加標(biāo)回收率和精密度：向煙用復(fù)混肥料中添加標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照1.3.2中的方法處理樣品后上機(jī)檢測，計(jì)算加標(biāo)回收率，每個(gè)水平測定5次，得出平均回收率。

1.3.4 連續(xù)流動(dòng)法與標(biāo)準(zhǔn)方法的比較 采用優(yōu)化后的連續(xù)流動(dòng)法與標(biāo)準(zhǔn)方法（GB 15063—2009）佛爾哈德—硝酸銀滴定法同時(shí)測定14個(gè)煙用復(fù)混肥料樣品，比較2種方法的檢測結(jié)果，并進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 檢測方法優(yōu)化及驗(yàn)證

2.1.1 滲析槽下部稀硝酸濃度的選擇 由表1可知，隨著滲析槽下部稀硝酸濃度的增加，標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性程度也變得更好。而基線也在逐漸提高，增益在逐漸降低，這說明，硝酸濃度的增加，可以提高此反應(yīng)的靈敏度。但是，當(dāng)硝酸濃度增加到0.22 mol/L及以上時(shí)，對(duì)靈敏度的提高已經(jīng)非常有限。因此，此試驗(yàn)選擇滲析槽下部硝酸的濃度也為0.22 mol/L。

表1 硝酸濃度改變對(duì)測定的影響

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線 試驗(yàn)結(jié)果顯示，以氯離子濃度（Y）對(duì)其峰高（X）進(jìn)行回歸分析，獲得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為Y=8.214 9×10-4X-3.212 5，相關(guān)系數(shù)0.999 9。由此可見，在測定濃度范圍內(nèi)，氯離子的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線線性良好，適合于定量分析。

2.1.3 方法的檢出限、定量限 試驗(yàn)結(jié)果顯示，采用最低濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液，連續(xù)進(jìn)樣10次，測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.025 mg/L。因此，確定該方法的檢出限為3SD=0.075 mg/L，定量限為10SD=0.25 mg/L。

2.1.4 方法的加標(biāo)回收率和精密度 如表2所示，煙用復(fù)混肥料中氯離子含量平均回收率在99.33%～102.08%，RSD范圍為2.80%～3.85%，表明測定結(jié)果的準(zhǔn)確性較好，方法的精密度較高。

表2 連續(xù)流動(dòng)法測定煙用復(fù)混肥料中氯含量的加標(biāo)回收率（n = 5）

2.2 連續(xù)流動(dòng)法與標(biāo)準(zhǔn)方法的對(duì)比分析

2.2.1 2種方法的檢測結(jié)果 試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，采用佛爾哈德—硝酸銀滴定法，樣品溶液的顏色較深，使得滴定終點(diǎn)較難辨別；連續(xù)流動(dòng)法可通過滲析器有效去除樣品基質(zhì)中的色素等大分子物質(zhì)，提高了檢測靈敏度；對(duì)連續(xù)流動(dòng)法與標(biāo)準(zhǔn)方法的檢測結(jié)果進(jìn)行配對(duì)法t檢驗(yàn)，結(jié)果顯示t=0.967＜t0.05,14=2.145，說明這2種方法的檢測結(jié)果無顯著性差異。

表3 連續(xù)流動(dòng)法與標(biāo)準(zhǔn)方法測定煙用復(fù)混肥料中的氯含量

2.2.2 2種分析方法的相關(guān)性分析 如圖2所示，連續(xù)流動(dòng)法和佛爾哈德—硝酸銀滴定法檢測煙用復(fù)混肥料中氯含量的相關(guān)系數(shù)R2=0.990 7，則r=0.995 3＞0.95，表明2種分析結(jié)果達(dá)到了極顯著正相關(guān)，其趨勢線的斜率為1.009 9，接近1。以上結(jié)果表明，連續(xù)流動(dòng)法和佛爾哈德—硝酸銀滴定法對(duì)煙用復(fù)混肥料氯含量的測定結(jié)果具有較好的一致性。

3 結(jié) 論

建立了煙用復(fù)混肥料中氯含量的準(zhǔn)確快速分析方法，以水為萃取劑，加熱微沸提取，用連續(xù)流動(dòng)儀（CFA）測定，實(shí)現(xiàn)了煙用復(fù)混肥料中的氯離子含量的自動(dòng)化快速檢測。儀器管路中添加了滲析器，上下兩層的滲析液均為0.22 mol/L稀硝酸；工作曲線在5～40 μg/mL時(shí)，相關(guān)系數(shù)為0.999 9，線性關(guān)系良好；方法檢出限為0.075 mg/L，定量限為0.25 mg/L；當(dāng)添加濃度為3.00～12.00 μg/mL時(shí)，加標(biāo)回收率在99.33%～102.08%，RSD范圍為2.80%～3.85%，方法準(zhǔn)確性較好，精密度較高；與標(biāo)準(zhǔn)方法（佛爾哈德—硝酸銀滴定法）的結(jié)果比對(duì)中，從t檢驗(yàn)和相關(guān)性分析結(jié)果可看出，連續(xù)流動(dòng)法和佛爾哈德—硝酸銀滴定法對(duì)煙用復(fù)混肥料氯含量的測定，結(jié)果無顯著性差異、一致性較好。綜上所述，說明該方法具有靈敏度高和準(zhǔn)確度好的特點(diǎn)，自動(dòng)化程度高，可用于煙用復(fù)混肥料中氯含量的準(zhǔn)確快速分析檢測。