改進的重鉻酸鹽法測定土壤有機質含量

李淑紅 趙仕沛

摘要：通過對實際樣品及有證標準物質的測定實驗，從使用硫酸-硫酸銀溶液、石墨消解儀加熱消解代替油浴消解、消解儀配套消解管將樣品消解后在磁力攪拌器攪拌的情況下進行滴定等三個方面對標準方法進行改進，在保證試樣測定準確的前提下，改進方法大幅降低了器皿洗滌的工作量，減少了試劑耗材的使用量，避免了試樣二次轉移造成的誤差。

關鍵詞：土壤;有機質含量;改進的重鉻酸鹽法

土壤有機質是存在于土壤中的所有含碳的有機化合物，主要包括土壤中各種動物、植物殘體、微生物及其分解和合成的各種有機化合物。土壤有機質含有植物生長發育所需要的各種養分，如，碳、氮、磷、硫等。

土壤有機質含量的測定方法通常有化學氧化法和灼燒法。其中，在農業、林業、環保行業標準中應用最多的是化學氧化法即重鉻酸鉀外加熱法。

使用重鉻酸鉀油浴外加熱容量法來測定土壤有機質含量，土壤中碳酸鹽無干擾作用，測定結果準確，適用于大批量樣品的分析。但方法中要求是油浴加熱（170～180℃），油浴加熱存在耗材（油）消耗量大、油煙污染大、操作中危險系數大、后期試管洗刷工作量大等諸多問題。本實驗從使用硫酸-硫酸銀溶液、石墨消解儀加熱消解代替油浴消解、消解儀配套消解管將樣品消解后在磁力攪拌器攪拌的情況下進行滴定等三個方面的改進和NY/T1121.6-2006《土壤檢測第6部分：土壤有機質的測定》、LY/T1237-1999《森林土壤有機質的測定及碳氮比的計算》、GB9834-1988《土壤有機質測定》等標準中規定的方法進行對比分析。

一、方法原理

重鉻酸鉀氧化-外加熱法是利用油浴加熱消煮的方法來加速有機質的氧化，使土壤有機質中的碳氧化成二氧化碳，而重鉻酸離子被還原成二價鉻離子，剩余的重鉻酸鉀用二價鐵的標準溶液滴定，根據有機碳被氧化前后重鉻酸離子數量的變化，計算出有機碳或有機質的含量。

二、實驗內容

（一）標準中的方法

上述三個標準中規定的分析方法：準確稱取適量的經研磨過的細土壤樣品（稱樣量根據樣品中有機質含量范圍而定，一般在0.1～0.5g），放入硬質玻璃試管中，加入適量粉末狀硫酸銀（一般為0.1g），準確加入重鉻酸鉀標準溶液，再加入濃硫酸，搖勻。油浴加熱，待試管中液體沸騰時開始計時，煮沸5±0.5min;冷卻后，將試管內的消煮液及土壤殘渣全部轉移，用硫酸亞鐵溶液進行滴定（以鄰啡羅啉作為指示劑）。在測定樣品的同時，必須使用等量的石英砂做兩個空白試驗，取其平均值。空白試樣的測定步驟與土樣測定完全相同。

（二）改進方法

將樣品準確稱量（同標準方法）后轉移至消解儀配套玻璃消解管中，用移液管加入濃度為0.8000mol/L重鉻酸鉀標準溶液5mL，然后再加入5mL硫酸-硫酸銀溶液（將1g硫酸銀溶解至50mL濃硫酸中），并小心旋轉搖勻，蓋塞。預先打開消解儀，溫度設定為185℃，待溫度達到要求后，將盛土壤樣品的玻璃消解管放人消解儀石墨孔中，消解時間同上。冷卻后，去掉塞子，加入50～55mL蒸餾水，放至室溫后，在每個玻璃消解管中放人轉子，然后加入數滴鄰啡羅啉指示劑，在磁力攪拌器攪拌情況下進行滴定（同標準方法）。同時做空白實驗，方法同上。

（三）實驗結果

本次實驗使用實際樣品進行精密度實驗，使用有證標準物質進行準確度實驗。

1、精密度。對編號為1、2、3的三個實際土樣，分別用標準方法和改進方法進行6次平行測定，計算6次測定結果的絕對偏差，進行精密度的評價，結果見表1、表2。由表1、表2可知，在同樣的消解溫度下采用標準方法和改進方法對實際樣品測定結果的絕對偏差均符合標準要求。表明改進方法對實際樣品測定結果的精密度也較高，試驗過程的系統誤差小，實驗結果的重演性好。

2、準確度。使用標準方法和改進方法對有證標準物質進行測定，進行兩種方法的準確度評價，測定結果見表3。由表3可知，在同樣的消解溫度下采用標準方法和改進方法，對有證標準物質進行測定，測定結果均在保證值范圍之內。表明改進方法對實際樣品測定結果的準確度也較高，實驗結果準確可靠。

三、結果與討論

改進的重鉻酸鹽法測定土壤有機質含量，將粉末狀硫酸銀按照1：50的比例（將1g硫酸銀溶解至50mL濃硫酸中）配制成硫酸一硫酸銀溶液，每次移取5mL于加過樣品和重鉻酸鉀標準溶液的硬質試管中，這樣既省去了粉末硫酸銀的稱量工作，又保證了每個樣品中硫酸銀加入量的一致。

兩種消解方式相比，油浴具有加熱均勻（油液完全包裹試管）的優勢，但油浴加熱存在耗材（油）消耗量大、油煙污染大、操作中危險系數大、后期試管洗刷工作量大等諸多問題;石墨加熱時必須使用與消解儀配套的玻璃消解管，而且確保實驗過程中玻璃消解管完全放人消解孔中，但使用消解儀配套消解管將樣品消解后在磁力攪拌器攪拌的情況下進行滴定，無需試樣的二次轉移，降低了試樣轉移造成的誤差，減少了玻璃器皿的使用量及后期洗刷的工作量。

本實驗改進方法測定結果的精密度及準確度均較高，表明改進方法進行土壤中有機質的測定較NY/T1121.6-2006《土壤檢測第6部分：土壤有機質的測定》、LY/T1237-1999《森林土壤有機質的測定及碳氮比的計算》、GB9834-1988《土壤有機質測定》等標準中規定的方法進行測定更具優勢。

作者簡介：李淑紅（1982-），女，河南延津人，工程師，研究方向：生態環境監測;趙仕沛（1980-），男，河南寶豐人，工程師，研究方向：生態環境科研。

（責任編輯 曹雯梅）