酚二磺酸法測定土壤硝態氮方法改進

顏軍，傅恩誠

(浙江省耕地質量與肥料管理總站，浙江 杭州 310020)

土壤硝態氮能直接被植物吸收利用，能在一定程度上反映土壤的供氮能力。土壤中的硝態氮含量可用比色法、還原蒸餾法、電極法和紫外分光光度法測定[1]。其中，比色法中的酚二磺酸法較為常用。該方法顯色穩定，具有較高的靈敏度，但操作較繁瑣，容易引起誤差的因素較多。為此，特對LY/T 1228—2015中的標準方法加以改進，以簡化操作步驟，使結果測定更加準確、可靠。現總結報道如下。

1 材料與方法

1.1 試劑和儀器

儀器主要包括：BSA822-CW電子天平，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；HZ-9310K-A往復振蕩機，太倉市華利達實驗設備有限公司；UV-2600紫外分光光度計，島津(蘇州)有限公司；HH-6恒溫水浴鍋，上海江星儀器有限公司；EG37A智能溫控電熱板，北京萊伯泰科儀器股份有限公司。

試劑：CaSO4·2H2O(分析純、粉狀)，CaCO3(分析純、粉狀)，1∶1氨水，活性炭，酚二磺酸試劑，

1.2 標準方法

待測液制備：稱取過2 mm篩的新鮮土樣50.00 g于500 mL浸提瓶中，加0.5 g硫酸鈣和250.0 mL水，用振蕩機振蕩30 min，將懸液上清液用干濾紙過濾，澄清的濾液用干燥潔凈的瓶收集。如果濾液因含有有機質而呈現顏色，可加活性炭除之。

標準曲線制備：分別吸取10 mg·L-1硝態氮標準溶液0、1.00、2.00、5.00、10.00、15.00、20.00 mL于蒸發皿中，加0.05 g碳酸鈣，水浴蒸干(到達干燥時不應繼續加熱)，冷卻，迅速加入2.0 mL酚二磺酸試劑，旋轉蒸發皿，使試劑充分接觸蒸干物，靜止10 min使其充分作用后，加入20.0 mL水，用玻璃棒攪拌直到蒸干物全部溶解。冷卻后，緩緩加入1∶1氨水，并不斷攪拌，至溶液呈微堿性(溶液顯黃色)，再多加2.0 mL，以確保氨水過量。然后，將溶液完全轉入100 mL容量瓶中，加水定容，獲得濃度依次為0、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 mg·L-1的系列標準溶液。在分光光度計上用1 cm比色皿在波長420 nm處進行比色，以空白標準溶液為參比溶液調節儀器零點，由低到高依次測定系列標準溶液的吸光值。

樣品測定：吸取待測液25～50 mL于蒸發皿中，其他操作同標準方法的標準曲線制備過程，直至定容于100 mL容量瓶中，同樣在分光光度計上用1 cm比色皿在波長420 nm處進行比色。

1.3 改進方法

標準曲線制備：分別吸取10 mg·L-1硝態氮標準溶液0、1.00、2.00、5.00、10.00、15.00、20.00 mL于50mL玻璃燒杯中，加0.05 g碳酸鈣，在電熱板上蒸干(到達干燥時不應繼續加熱)，冷卻，迅速加入2.0 mL酚二磺酸試劑，旋轉玻璃燒杯，使試劑充分接觸蒸干物，靜置10 min使其充分作用后，加入20.0 mL水，用玻璃棒攪拌直到蒸干物全部溶解。冷卻后，洗入100mL容量瓶中，在容量瓶中緩緩加入1∶1氨水，調節溶液至微堿性(溶液顯黃色)，再多加2.0 mL，以確保氨水過量，加水定容，獲得濃度依次為0、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 mg·L-1的系列標準溶液。在分光光度計上用1 cm比色皿在波長420 nm處進行比色，以空白標準溶液為參比溶液調節儀器零點，由低到高依次測定系列標準溶液的吸光值。

樣品測定：吸取待測液25～50 mL于50 mL玻璃燒杯中，其他操作同改進方法的標準曲線制備過程，直至定容于100 mL容量瓶中，同樣在分光光度計上用1 cm比色皿在波長420 nm處進行比色。

2 結果與分析

2.1 標準曲線比較

分別按照標準方法和改進方法制備標準曲線，其測定值如表1所示，分別擬合線性回歸方程：標準方法的回歸曲線為y=0.115 7x+0.032 2，決定系數(R2)為0.957 1；改進方法的回歸曲線為y=0.099 2x+0.000 8，決定系數(R2)為0.999 2。從結果來看，改進方法的標準曲線線性關系更好，截距小，測定結果的準確度更高。

表1 標準方法和改進方法標準曲線的測定值

2.2 回收率

在4個不同濃度的土壤提取液中，吸取標準溶液1 mL加入待測液中，蒸干，顯色，測定吸光度，結果如表2所示。可以看出，改進方法的樣品加標回收率在91.67%～95.20%，具有較高的回收率。

表2 改進方法的樣品加標回收率

3 小結與討論

標準方法在蒸發皿中逐滴加入氨水，并不斷攪拌，操作時氨水刺激強烈，并逸散至整個化驗室，使氨水濃度降低，且在攪拌顯色的過程中液體容易灑出，加上蒸發皿粗糙等因素，都會引起樣品測定濃度偏低[2]。改進方法通過改變氨水的加入順序，在容量瓶中顯色，減少了攪拌和多次轉移帶來的實驗誤差，同時避免了氨水的揮發，減輕了實驗環境污染。瓷蒸發皿由于表面粗糙度不同，可能對樣品溶液有所吸附，改進方法中改用玻璃燒杯作為蒸發容器，所得的標準曲線線性關系較好，回收率也較高。溫控電熱板蒸發與水浴蒸發也有所不同，前者的預蒸發溫度高于(105±3)℃，待蒸發皿內水樣近干時，再調至(105±3)℃，溫度的控制時間精確，可避免待測液成分的丟失。同時，采用電熱板蒸發可不受水浴孔數量的限制，便于進行大批量樣品的檢測。此外，水浴蒸發的蒸干檢測周期過長，蒸干一個樣品通常需要6～7 h，而采用電熱板蒸干可節省大量時間，能提高工作效率。