土壤pH測(cè)試方法及應(yīng)用分析

陳 健

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實(shí)驗(yàn)室（國(guó)土資源部貴陽(yáng)礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心），貴州貴陽(yáng) 550018）

土壤酸堿度是土壤重要的基本性質(zhì)之一，對(duì)土壤中養(yǎng)分存在的形態(tài)和有效性、土壤的理化性質(zhì)、微生物活動(dòng)以及植物生長(zhǎng)發(fā)育都有很大的影響。由于很多營(yíng)養(yǎng)元素的有效性與土壤pH 有關(guān)，因此可根據(jù)土壤的pH 評(píng)估土壤中養(yǎng)分的有效狀況。而且，近十年來(lái)，隨著化肥尤其是氮肥的大量施用，土壤酸化現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，因此更應(yīng)加強(qiáng)對(duì)土壤pH 的監(jiān)測(cè)。本文詳細(xì)分析了具體的土壤pH 測(cè)試方法和相關(guān)應(yīng)用情況。

1 土壤pH的樣品測(cè)試

在進(jìn)行土壤中pH 的測(cè)定時(shí)，需要按照相關(guān)的文件規(guī)定進(jìn)行操作，包括pH 測(cè)定中的離子選擇電極法、分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和實(shí)驗(yàn)方法等。對(duì)于大批量的樣品測(cè)試，為了高質(zhì)量高效率地完成檢測(cè)任務(wù)，應(yīng)合理安排布置妥當(dāng)各個(gè)處理環(huán)節(jié)。首先，溫度對(duì)pH 的測(cè)定影響較大，冬天的室內(nèi)溫度應(yīng)控制在20～25℃；第二，水的使用量較大，采用煮沸冷卻的方式不方便，制備較大體積不含二氧化碳的水，可采用通氮?dú)獾姆椒ㄟM(jìn)行制備，每次準(zhǔn)備水之前應(yīng)先測(cè)量水的pH（5.00～7.50）和電導(dǎo)率（≤0.50μS/cm）。第三，因?yàn)閿?shù)據(jù)較多，單個(gè)手寫(xiě)記錄繁瑣易錯(cuò)，可選擇帶數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功能的儀器，測(cè)試好之后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦。第四，碎樣間分裝好的樣品應(yīng)盡早測(cè)試，擺放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易吸收空氣中的氣體發(fā)生改變，儲(chǔ)存pH 土壤樣品的房間濕度不宜過(guò)高，不能有鹽酸、氨水等揮發(fā)性氣體，同樣應(yīng)保證測(cè)試環(huán)境不被酸堿等氣體污染[1]。第五，每天應(yīng)嚴(yán)格按照質(zhì)量控制要求隨機(jī)抽取一定量的樣品進(jìn)行復(fù)查，并同時(shí)抽取極值進(jìn)行復(fù)查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。第六，每測(cè)試完成一組樣品（100件左右）之后應(yīng)對(duì)電極進(jìn)行一次校正，校正之后的斜率宜在

95%～105%。

2 土壤pH的測(cè)試方法

2.1 土壤pH測(cè)試概述

在土壤pH 的測(cè)試中，主要采用的儀器包括pH 計(jì)：測(cè)量范圍為0～14、讀數(shù)精度不小于0.01；pH 三復(fù)合電極；天平；磁力攪拌器；攪拌子；高型燒杯50mL；一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備等。

土壤pH 測(cè)試的原理是試樣用無(wú)二氧化碳的水浸提，土與水之比為1 ∶2.5，充分?jǐn)噭颍胶?0min，然后將pH 三復(fù)合電極插入浸提液中，用pH 計(jì)直接測(cè)定出pH。對(duì)于試劑和材料，除另有說(shuō)明外，僅使用認(rèn)可的分析純?cè)噭┖头螱B/T 6682規(guī)定的二級(jí)及以上水或與其純度相當(dāng)?shù)乃Ｖ饕ǖ脑噭┖筒牧嫌朽彵蕉姿釟溻洝⒒旌狭姿猁}、硼砂、氯化鉀、無(wú)二氧化碳蒸餾水等。對(duì)于無(wú)二氧化碳蒸餾水的制取，首先需要將蒸餾水注入燒瓶中，煮沸10min，放置冷卻，用裝有堿石灰干燥管的橡皮塞塞緊，擺放一夜平衡。制備較大體積不含二氧化碳的水[2]，可插入一玻璃管到容器底部，通氮?dú)猓ㄟm當(dāng)流量，一分鐘60個(gè)氣泡為宜）到水中1～2h，以除去被水吸收的二氧化碳，用裝有堿石灰干燥管的橡皮塞塞緊，擺放一夜平衡。pH 標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液按照購(gòu)買(mǎi)的成套緩沖劑使用說(shuō)明進(jìn)行配制，對(duì)于氯化鉀溶液的制取（ckcl=3mol/L），稱(chēng)取氯化鉀223.8g 溶于500mL 水中，然后稀釋到1 000mL。

2.2 土壤pH測(cè)試步驟

在土壤pH 測(cè)試中，首先進(jìn)行試樣溶液的制備，稱(chēng)取通過(guò)2mm 孔徑篩孔的風(fēng)干土壤樣品10.0g±0.1g 于50mL 的高型燒杯中，加25mL 去除CO2的蒸餾水，用攪拌器攪拌1min，使土粒充分分散，放置30min 后進(jìn)行測(cè)定。之后進(jìn)行pH 計(jì)的校正，依照儀器說(shuō)明書(shū)，依次分別用pH 為6.88、4.00、9.23（水溫為20℃時(shí)）的pH 標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校正儀器。

最后進(jìn)行土壤pH 的測(cè)定，將電極插入試樣懸液中，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)燒杯以除去電極的水膜，促使快速平衡，靜置片刻，按下讀數(shù)開(kāi)關(guān)，待讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)記下 pH。取出電極，以水洗凈，用濾紙條吸干水分后即可進(jìn)行第二個(gè)樣品的測(cè)定，每測(cè) 5～6 個(gè)樣品后需用標(biāo)準(zhǔn)溶液檢查定位。用酸度計(jì)測(cè)定 pH 時(shí)，可直接讀取 pH，不需計(jì)算。

3 土壤pH測(cè)試方法的應(yīng)用

3.1 土壤pH測(cè)試基本原則

在土壤pH 測(cè)試中，首先，被測(cè)溶液中如含有易污染敏感泡而使電極鈍化，會(huì)出現(xiàn)斜率降低，顯示讀數(shù)不準(zhǔn)現(xiàn)象。如此，則應(yīng)根據(jù)污染物的性質(zhì)，以適當(dāng)溶液清洗，使之復(fù)新。其次，溫度對(duì)pH 值的測(cè)定影響很大，注意保持室溫在20～25℃。再次，樣品不要磨得過(guò)細(xì)，以通過(guò)2mm（10目）孔徑篩為宜。如樣品不能立即測(cè)定時(shí)，應(yīng)密封保存，以免受大氣中氨或酸性氣體的影響，同時(shí)避免日曬、高溫、潮濕的影響。最后電極長(zhǎng)期使用后[3]，如發(fā)現(xiàn)斜率略有降低，則可把電極下端浸泡在4%HF（氫氟酸）中3～5s，立即用蒸餾水洗凈。然后在0.1mol/L 鹽酸溶液中浸泡數(shù)小時(shí)，再用蒸餾水洗干凈，使之復(fù)新。

3.2 測(cè)試結(jié)果分析

對(duì)土壤pH 進(jìn)行測(cè)試之后進(jìn)行測(cè)試的精密度和準(zhǔn)確度分析，在進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，應(yīng)注意加水?dāng)嚢韬蟮钠胶鈺r(shí)間對(duì)測(cè)得的樣品pH 是有影響的，且隨樣品類(lèi)型而異。平衡快者，1min即達(dá)平衡；慢者可長(zhǎng)至1h。一般說(shuō)來(lái)，平衡30min是合適的。pH 復(fù)合電極插入樣品懸液后應(yīng)輕微搖動(dòng)，以除去玻璃表面的水膜，加速平衡，這對(duì)于緩沖性弱和pH 較高的樣品尤為重要。

3.3 土壤pH測(cè)試關(guān)鍵點(diǎn)

在進(jìn)行土壤pH 測(cè)試時(shí)，應(yīng)把握好相應(yīng)的關(guān)鍵點(diǎn)，保證測(cè)試的準(zhǔn)確度。一是干放的電極使用前在0.1mol/L鹽酸溶液中或水中浸泡12h以上，使之活化。二是使用時(shí)應(yīng)輕輕震動(dòng)電極，使其內(nèi)溶液流入球泡部分，防止氣泡的存在。三是電極球泡部分極易破損，使用時(shí)必須仔細(xì)、謹(jǐn)慎，最好加用套管保護(hù)。四是玻璃電極表面不能沾有油污，忌用濃硫酸或鉻酸溶液清洗玻璃電極表面；不能在強(qiáng)堿及含氟化物的介質(zhì)中或黏土等膠體體系中停放過(guò)久，以免損壞電極或引起電極反應(yīng)遲鈍。五是電極在測(cè)量前必須用已知的pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行校準(zhǔn)。要保證標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的可靠性，如果標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液配制時(shí)間過(guò)久，溶液里面產(chǎn)生雜質(zhì)或懸浮物，將導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確。六是測(cè)量時(shí)，電極的引入線須保持靜止，否則將會(huì)引起測(cè)量不穩(wěn)定。七是測(cè)量時(shí)，要拉下電極上端的小橡皮套使之露出上端小孔；測(cè)量必須進(jìn)入pH測(cè)量狀態(tài)方可。八是在塑料保護(hù)柵內(nèi)的敏感玻璃泡不能與硬物接觸，測(cè)試結(jié)束后用試紙擦拭時(shí)動(dòng)作要輕，任何破損和擦毛都會(huì)使電極失效。九是電極避免長(zhǎng)期浸在蒸餾水或蛋白質(zhì)溶液和酸性氟化物溶液中，并防止和有機(jī)硅油脂接觸。電極不用時(shí)將電極放在補(bǔ)充液為3mol/L氯化鉀溶液中，以保持電極球泡的潤(rùn)濕。當(dāng)復(fù)合電極內(nèi)的液位降低時(shí)，將3mol/L氯化鉀溶液補(bǔ)充液從電極上端小孔加入。（電極不使用時(shí)，可以塞上橡皮套，防止補(bǔ)充液干涸）。十是電極的引出端，必須保持清潔和干燥，絕對(duì)防止輸出端短路，否則將導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失準(zhǔn)或失效。

4 結(jié)論

土壤pH 是評(píng)估土壤基本情況的關(guān)鍵指標(biāo)之一，在對(duì)土壤pH 進(jìn)行測(cè)試的過(guò)程中，應(yīng)注意提高土壤pH 測(cè)試的準(zhǔn)確性，對(duì)各個(gè)測(cè)試要點(diǎn)進(jìn)行合理的把握。本文系統(tǒng)分析了土壤pH 的測(cè)試方法，可以在土壤pH 測(cè)試實(shí)踐中加以推廣應(yīng)用。