超聲提取-離子色譜法測(cè)定復(fù)合肥料中硝態(tài)氮的含量

劉 靜， 程素艷， 邢 展

(河北省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 河北石家莊 050027)

硝態(tài)氮系指硝酸鹽中所含的氮元素。其易被作物吸收[1]，可有效抑制土壤酸化，能促進(jìn)植物對(duì)鉀、鈣、鎂元素的吸收[2]，能延長(zhǎng)煙草、番茄、辣椒等植物的生長(zhǎng)期和采摘期等。很多大規(guī)模的復(fù)合肥料生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行復(fù)合肥料調(diào)配時(shí)，在配方中加入了硝態(tài)氮的氮源，并在包裝袋上標(biāo)注其含量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《復(fù)合肥料》(GB/T 15063—2020)中對(duì)含硝態(tài)氮的復(fù)合肥料給出了硝態(tài)氮最低限值要求，并規(guī)定了硝態(tài)氮含量的測(cè)定方法。

GB/T 15063—2020中列出了4種測(cè)定硝態(tài)氮的方法，分別為氮試劑重量法(仲裁法)[3]、自動(dòng)分析儀法[4]、差減法[5]、紫外分光光度法[6]。上述4種方法中，氮試劑重量法和差減法操作步驟煩瑣，測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)，且試劑、檢驗(yàn)過程、人員操作等因素容易引起誤差，造成測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性較差，不適合日常分析；在硝態(tài)氮含量較高時(shí)，使用紫外分光光度法測(cè)定試樣因稀釋倍數(shù)較大，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果誤差偏大；雖然自動(dòng)分析儀法能實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)分析，但測(cè)試前需配制大量溶液，測(cè)定成本較高。

離子色譜法可快速、準(zhǔn)確地對(duì)無機(jī)、有機(jī)陰陽離子進(jìn)行分析，在食品、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域已被廣泛應(yīng)用[7]。本文用離子色譜法實(shí)現(xiàn)了復(fù)合肥料中硝態(tài)氮含量的在線自動(dòng)測(cè)定，與GB/T 15063—2020中列出的4種方法相比，離子色譜法具有自動(dòng)化程度高、試樣前處理簡(jiǎn)單、分析過程快、測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Dionex ICS-1100型離子色譜儀，配淋洗液在線發(fā)生器、自動(dòng)進(jìn)樣器、抑制型電導(dǎo)檢測(cè)器，美國(guó)戴安公司；Perfect-12UV型超純水機(jī)，長(zhǎng)沙沃恩環(huán)保科技有限公司。

試驗(yàn)用水為超純水，電阻率為18.25 MΩ·cm。

1.2 分析條件

色譜柱：Dionex IonPac AS19(250 mm×4 mm)分析柱，Dionex IonPac AG19(50 mm×4 mm)保護(hù)柱；柱溫30 ℃；進(jìn)樣體積25 μL；淋洗液為KOH溶液；流速1.0 mL/min；檢測(cè)方式為電導(dǎo)檢測(cè)器；抑制電流100 mA，自循環(huán)模式；淋洗方式為梯度淋洗，條件見表1。

表1 梯度淋洗條件

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的制備

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《復(fù)混肥料 實(shí)驗(yàn)室樣品制備》(GB/T 8571—2008)中的方法，復(fù)合肥料樣品經(jīng)縮分、研磨后，制備成粒徑≤0.5 mm的顆粒，備用。

1.3.2 樣品的前處理及測(cè)定

稱取一定量粒徑≤0.5 mm的復(fù)合肥試樣，置于250 mL燒杯中，加入約100 mL超純水，40 ℃超聲提取5 min，提取液轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，以超純水定容。用超純水將試樣提取液進(jìn)行適當(dāng)稀釋，用配有0.22 μm水系濾膜的針頭過濾器過濾試樣溶液于離子色譜進(jìn)樣瓶中，按色譜條件進(jìn)行測(cè)定。

1.4 樣品中硝態(tài)氮含量的計(jì)算

按式(1)計(jì)算樣品中硝態(tài)氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)：

(1)

D——稀釋倍數(shù)；

m——試樣質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 淋洗液濃度的選擇

圖1 4種陰離子梯度淋洗條件下的色譜圖

圖標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3 檢出限和定量限

2.4 精密度試驗(yàn)

選取10個(gè)硝態(tài)氮含量不同的復(fù)合肥料樣品，按照1.3.2步驟制備試樣溶液并進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品平行測(cè)定6次，以測(cè)定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)表示[8]方法的精密度，結(jié)果見表2。

由表2可知，測(cè)定結(jié)果的RSD為0.05%～0.17%，說明該方法的精密度良好。

2.5 回收試驗(yàn)

表含量測(cè)定結(jié)果及RSD(n=6)

表3 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

2.6 樣品測(cè)定與方法比較

按試驗(yàn)方法測(cè)定10個(gè)樣品中硝態(tài)氮的含量，并與氮試劑重量法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果見表4。

表4 不同方法測(cè)定結(jié)果的比較 %

由表4可知，離子色譜法與氮試劑重量法測(cè)定復(fù)混肥料中硝態(tài)氮含量的絕對(duì)誤差不超過0.3%，符合《肥料中硝態(tài)氮含量的測(cè)定 氮試劑重量法》(GB/T 3597—2002)中對(duì)于誤差的規(guī)定；同時(shí)對(duì)兩種方法所得硝態(tài)氮含量數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)法t檢驗(yàn)，經(jīng)計(jì)算t=0.926，由t值表查得t0.05，9=2.262，t

此外，差減法、紫外分光光度法只能測(cè)定不含有機(jī)態(tài)氮的復(fù)合肥料，而離子色譜法是在對(duì)試液中的陰離子進(jìn)行分離的基礎(chǔ)上直接測(cè)定復(fù)合肥料中的硝態(tài)氮含量。因此，與差減法、紫外分光光度法相比，離子色譜法對(duì)測(cè)定復(fù)合肥料中硝態(tài)氮含量的普適性更好。

3 結(jié)語

采用離子色譜法對(duì)復(fù)合肥料中硝態(tài)氮的含量進(jìn)行測(cè)定，克服了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法中步驟煩瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、試劑消耗量大等不足，減少了因人員操作引起的結(jié)果偏差。方法的精密度較好、準(zhǔn)確度較高，測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定性強(qiáng)、可信度高。本法適用于復(fù)合肥料樣品的分析，可用于該產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量控制，也可作為檢測(cè)其他肥料中硝態(tài)氮含量的方法依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)，具有良好的實(shí)際應(yīng)用與參考價(jià)值。