酸度計測定土壤pH的技術探討

王文婷

（太湖縣種植業服務中心 ，安徽 太湖 246400）

1 概述

土壤pH是土壤酸堿強度的指標，與土壤的生物活性、土壤養分的有效性密切相關，是土壤的基本化學性質之一。土壤pH常作為土壤分類、利用、管理和改良的重要參考因素。近年來，國家對土壤重金屬污染狀況非常重視，pH大小對重金屬污染風險篩選值與管控值影響較大。另外在一系列的理化分析中，土壤 pH 與很多項目選定分析方法和分析結果有密切的聯系，這也是審查其他項目結果的一個參照依據。由于土壤成分復雜，待測的土壤溶液又是膠體狀態，溶液內部處于不斷交換的過程中，其對pH值的準確測定較為困難，在檢測過程中把握讀數準確很關鍵。

2 檢測原理及方法

2.1 原理

在化學概念上，pH的定義是溶液中氫離子活度的負對數。在土壤學概念上，pH的定義和表示方法與化學上的概念一樣，測定土壤pH，當玻璃電極和甘汞電極（或復合電極）插入土壤懸濁液時，構成一電池反應，兩者之間產生一個電位差，因參比電極的電位是固定的，故此電位差之大小取決于待測液的H+離子活度，其負對數即為pH值，因此，可用電位測定儀測定其電動勢，換算成pH值。一般可直接用酸度計讀得pH值。

2.2 方法

按照NY/T1121.2-2006標準（電位法）進行檢測，pH測定方法中，電位測定方法精準度較高。以下對酸性土壤和堿性土壤進行分組試驗，規定水土比為2.5∶1，去二氧化碳純水浸提，待測液攪拌器攪拌1 min使土粒充分分散，靜置30 min待溶液澄清后測定，使用的酸度計型號：pH SJ-4A，精度較高。電極按標準要求保管使用。

3 結果分析

3.1 樣品分析方法

按照標準對儀器進行校準，兩點標定標準液偏差均小于0.1pH。校準后，取出電極，用純水沖洗干凈并拭干，注意用濾紙條輕輕吸干，不要摩擦玻璃球珠。將電極插入待測液中（注意玻璃電極球泡下部位于土液界面處，甘汞電極插入上部清夜中應盡量避免與泥漿接觸），先輕輕轉動燒杯以除去電極上的水膜，促使其快速平衡，靜置片刻，此時顯示屏上數據一直不穩定，數字上升或者下降，要耐心等待。當與之前的感應液數值差距較大時，則跳動幅度較快，為加快數字跳動速度，中間可輕轉燒杯數次，直到數據變化趨慢，穩定在小數點后兩位，僅有小數點后第三位數字有微小變化時可以讀數。（如酸度計精確度只精確到小數點后兩位，待讀數穩定在五秒鐘變化不超過0.02時記下pH值）。為驗證數值是否穩定，可再輕轉一下燒杯，這時數字有個回彈，但很快就回到原位了，這時的讀數就是樣品的pH值。取出電極后，用純水洗滌，用濾紙條吸干水分后進行第二個樣品測定。

3.2 比對試驗一

國標土樣分兩組，每批次測試2個國標土樣，共測試5個批次，在測試每個樣品前，均將電極分別與標準液pH 4.01和 pH 6.87感應定位，對5次測定結果進行分析（詳情見表1）。

表1 標準物質測定值與認定值的比對

分析：由表1可看出，標準液pH 4.01感應后的測試值均小于認定值，且pH值越大，穩定所需的時間越長；標準液pH 6.87感應后的測試值更接近認定值，與認定值比較，偏差有大有小，且pH值越小，穩定所需的時間越長。

3.3 比對試驗二

一組酸性土樣，分別用pH 4.01 和pH 6.87標液定位，定位后連續測定8個待測樣品（詳情見表2）。

表2 不同標液定位后連續測定結果

分析：從表2可看出，等穩定后讀數，兩組數據平均值差值僅0.04，每個樣品差值也均在誤差范圍內（±0.1），而且差值有高有低，沒有表現 pH4.01 標定后的數據比pH 6.87標定后的數據低。

3.4 比對試驗三

堿性土樣分組，每個樣品測試前均用pH9.18 標準液感應定位后再測定（A組），和pH9.18 標準液定位后連續測定（B組），測定得出兩組數據，見表3。

表3 堿性土壤樣品測定結果

分析：從表3可看出，A組穩定讀數時間偏長，平均需約2 min才能穩定，B組僅只需約1 min穩定；A組結果平均值高于B組，兩組結果差值均在誤差范圍內（±0.2）。

4 結論及注意事項

4.1 結論

通過以上試驗分析可得出結論：測定土壤pH值每個土樣準確讀數的穩定時間不同，電極感應在不同緩沖液之后對待測液的穩定時間及測定結果都有影響，電極對前一個檢測液（標準液或樣品溶液）有感應記憶，對下一個樣品讀數的穩定時間有很大影響。差值大的平衡時間長，差值小的平衡時間短。為準確讀數減少誤差，最關鍵的還是要把握平衡時間。

土壤的pH有變化，主要源自土壤體系本身或者由于土壤溶液特點對于電極系統所造成的影響。測定純溶液儀器讀數均能很快達到穩定，本化驗室先后更換了四臺pH計進行了比對，不同精度的酸度計同樣表現這一現象。

4.2 日常土樣檢測中的問題及解決方法

(1)在成批土樣測定的過程中，不需要對每一個測定的樣品都去定位，一般每定位一次可接連測定6～8個樣品，最好按土壤類型等將pH值相差大的樣品進行分組測定，即將相近的分為一組。

(2)對于本地樣品來說，有一個相對集中的定性值，如太湖縣耕層土壤平均值在pH5.5左右，采用pH4.01 或pH6.87標液標定后直接測定，一般2 min內可有穩定讀數。

(3)對于未知的盲樣，可以讓穩定的時間稍長些再讀數，若pH大于7.0的土樣，則需用pH9.18標液定位后重新測定，在過程中，可多次輕輕轉動燒杯后稍加靜置，能縮短平衡時間。

4.3 注意事項

在土壤pH測定中，影響測定準確度的因素除了把握平衡時間準確讀數之外還有水土比、電解質濃度、二氧化碳、樣品的磨細程度、液接電位、雜質等因素，所以要嚴格按標準規定操作，同時根據溫度差對標準緩沖溶液在不同溫度下的變化，注意以上干擾因素，把握什么時間讀數能得到準確的測試結果。