微波消解_纳氏试剂分光光度法测定土壤中总氮
第27卷第6期Vol.27NO.6
重庆工商大学学报(自然科学版)
JChongqingTechnolBusinessUniv.(NatSciEd)
2010年12月Dec.2010
文章编号:1672-058X(2010)06-0613-04
微波消解—纳氏试剂分光光度法测定土壤中总氮
古昌红
(重庆工商大学环境与生物工程学院,重庆400067)
摘要:采用微波消解对土壤样品中的氮进行前处理,用纳氏试剂分光光度法测定总氮,发现微波消解
0.5MPa下保持2min,0.7MPa下保持于0.2Mpa下保持3min,最佳条件为:用2mL浓H2SO4和1mLHF,
5min;方法的检出限为0.0034mg/L,相对标准偏差RSD为6.7%,加标回收率为85.90%~114.5%,与半微量凯氏定氮法比较的相对误差为-1.16%。说明微波消解法消化土壤样品测定总氮,具有简便、快速、精密度与准确度较高等优点。
关键词:微波消解;纳氏试剂分光光度法;氮;土壤中图分类号:O175.13
文献标志码:A
随着氮肥世界范围内的大量使用,因不考虑土壤的供氮能力而盲目地大量使用氮肥,一方面,使得氮素利用率低,造成了氮素的巨大损失;另一方面氨态氮和一些氮氧化物的挥发损失、硝态氮的淋失导致了严重的环境污染
[1]
,给人们生活及健康造成了很大的危害。所以,土壤中总氮含量的测定对于评价土壤肥力价
[2]
指导施肥,评估氮素供应的环境效益,保护生态平衡具有重要意义,而快捷、简便、准确、灵敏的测定方法值,
已成为现实的需要
。
[3]
目前在土壤全氮量的测定中,一般用半微量凯氏法分解土壤样品,使土壤中的氮转化为铵态氮。消煮扩散法或比色法测定,最经典的是蒸馏滴定法液中的铵态氮可以用蒸馏法、
其简便、快速特点在土壤分析预处理中的应用已取得了较多的研究成果
,其操作繁琐。而微波技术以
[4,5]
。以微波消解土壤样品,用纳氏
试剂分光光度法测定其中总氮量,以期获得快速、准确测定土壤中总氮量的分析方法。
1
1.1
实验部分
仪器、试剂和样品
(1)仪器设备。MDS-6微波消解炉(上海新仪微波化学科技有限公司);722分光光度计(上海光学仪器
25mL。厂);具玻璃磨口塞比色管,
(2)试剂。除非另有说明外,分析时均使用符合国家标准或专业标准的分析纯试剂。
①无氨水:在1000蒸馏水中,加入0.10mL硫酸(=1.84g/mL),在全玻璃蒸馏器中重蒸馏,将馏出液收集在带有玻璃塞的玻璃瓶中。
②纳氏试剂:称取16.0g氢氧化钠溶于50mL无氨水中,充分冷却至室温。另称取7.0g碘化钾和7.0g碘化汞溶于无氨水,然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中。用无氨水稀释至100mL,贮于
收稿日期:2010-07-15;修回日期:2010-09-05.
作者简介:古昌红(1962-),女,重庆人,硕士,副教授,主要从事分析化学、环境化学研究.
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聚乙烯瓶中,密塞保存。
重庆工商大学学报(自然科学版)第27卷
③1.00mg/mL的铵标准储备液:用电子天平准确称取经100℃干燥的分析纯氯化铵3.8176g于100mL洁净的烧杯中,加入无氨水搅拌使其溶解,用玻璃棒引流倒入1000mL容量瓶中,用无氨水定容至标线。
④碱性过硫酸钾溶液:称取40过硫酸钾(K2S2O8),另称取15g氢氧化钠(NaOH),溶于无氨水中,稀释溶液存放在聚乙烯瓶内。至1000mL,
(3)土壤样品。土壤样品采自重庆工商大学后山,经风干、磨细、过筛(100目)、混匀、装瓶备用。1.2
样品预处理
准确称取土壤样品0.1g(精确到0.0001g)于聚四氟乙烯消解罐中,加入最佳消解混酸体系,放入微波消解炉中,设定最佳消解压力、时间。消解完全后,待消解罐冷却至室温,取出消解罐,将消解液转入100mL容量瓶中,用无氨水稀释至刻度。1.3
测定
移取上述是试液5.00mL于50mL具塞比色管中,用无氨水稀释至标线,加入1mL酒石酸钾钠和1.5mL钠氏试剂,混匀,静置10min,以无氨水为参比,用10mm比色皿,在波长420nm处测定吸光度(GB7479-87)。1.4
标准曲线
准确吸取一定量的10mg/L铵标准使用液于50mL比色管中,加无氨水稀释至标线,再加1.00mL酒石酸钾钠溶液和1.50mL纳氏试剂,混匀。放置10min,以无氨水为参比,用10mm比色皿,在波长420nm处测定吸光度,减去零浓度空白管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氮含量C(mg/L)对校正吸光度A的标准曲线。所得线性回归方程为:A=303.68C+0.001,相关系数r=0.9989。
2
2.1
结果与讨论
微波强度、消解时间和混酸体系的选择
微波加热是对试样进行有效地即时深层加热,并且样品是高压密闭容器内进行,强度过高,时间过长,
会超出溶样杯的缓冲能力,发生危险;强度低了,消解不完全。所以要控制消解强度及消解时间,同时选择消解的混酸体系。土壤样品微波消解条件见表1。
与表4中由半微量凯氏定氮法测得的土壤样品中的总氮量233.1mg/kg相比较,从表1可见,土壤样品在碱性过硫酸钾中,不论微波炉压强高低,时间长短都不能消解;在浓H2SO4+H2O2或浓H2SO4+H2O2+0.7HCl的混酸体系下,不论微波炉压强高低,时间长短总不能消解完全;在浓H2SO4+HF的混酸体系下,MPa时消解10min即可消解完全,达到快速、简便的消解土壤样品目的。由此可得微波最佳消解条件为:2mL浓H2SO4和1mLHF,0.5MPa下保持2min,0.7MPa下保持5min。于0.2Mpa下保持3min,2.2
方法检出限
以10mL无氨水代替试样,采用与测定完全相同的试剂、用量和分析步骤进行平行测定10次,测定数据见表2。空白平行测定算术平均值为0.034;标准偏差Sb为0.00079;方法检出限D.L=4.6Sb=0.0034mg/L。2.3
方法精密度
称取0.1g(精确到0.0001g)土壤样品,加入2mL浓H2SO4和1mLHF,在最佳微波消解条件下进行10次平行测定,计算10次结果的平均值x和相对标准偏差RSD,结果见表3。
表1
混酸体系/mL
土壤样品微波消解条件
压强/MPa0.2~1.50.2~1.50.2~2.00.2~2.00.2~1.50.2~1.50.2~2.00.2~2.00.2~1.50.2~1.50.2~2.00.2~2.00.2~1.50.2~0.70.2~0.80.2~0.8
消解时间/min
[***********][1**********]09
总氮/(mg/kg)
————98.9131.8132.1164.9164.7131.9164.7198.1230.6230.6230.8165.1
5mL碱性K2S2O8
2mL浓H2SO4+1mLH2O2
2mL浓H2SO4+1mLH2O2+1mLHCl
2mL浓H2SO4+1mLHF
“-”表中为不能消解,土样颜色未变。
表2
空白吸光度(A)
0.035
0.034
0.033
0.033
0.034
0.035
0.034
空白值测定
算术
平均值
0.033
0.033
0.034
0.034
标准偏差Sb0.00079
方法检出限D.L
(mg/L)
0.0034
表3土壤样品平行测定结果
x/(mg/kg)
197.6
230.3
230.3
230.5
230.4
RSD/%6.7
测定结果/(mg/kg)
230.5
230.3
230.5
230.3
263.4
230.5
从表3可见,微波消解的相对标准偏差为6.7%,小于10%,满足分析要求。2.4
方法准确度
(1)与半微量凯氏定氮法测定值比较。称取土壤样品1.0g(准确到0.0001g)用半微量凯氏定氮法(GB7173-87)测定总氮量,平行测定5次,结果见表4,其相对误差为-1.16%。
表4
半微量凯氏定氮法测定结果/(mg/kg)236.2
234.8
241.8
222.2
230.6
国标法测定结果
x/(mg/kg)233.1
微波消解平均值/(mg/kg)
230.4
相对误差/%
-1.16
(2)加标回收率实验。在已经测定出含量的土样中加入23.0μg氮标准溶液,计算加标回收率,结果见表5,平均回收率为85.90%~114.5%。
表5土壤样品加标回收率的测定结果μg
3结论
样品原样值标准加入量加标回收值回收率/%[1**********]
23.123.119.823.123.123.123.119.826.323.1
23.023.023.023.023.023.023.023.023.023.0
42.846.142.846.146.142.846.146.146.146.1
85.90100.2100.2100.2100.285.90100.2114.585.90100.2
微波消解-纳氏试剂分光光度法测定土壤中总氮的微于0.2波消解最佳条件为:用2mL浓H2SO4和1mLHF,Mpa下保持3min,0.5MPa下保持2min,0.7MPa下保持5min;方法的检出限为0.0034mg/L,相对标准偏差RSD为6.7%,加标回收率为85.90%~114.5%,与国标法比较的相对误差为-1.16%。
微波消解法消化土壤样品测定总氮,时间短,消解试剂用量少,污染少,具有简便、快速、精密度与准确度较高可大大提高工作效率。但方法空白值较高,加标的特点,
还有待于进一步的完善。回收率也不太理想,
参考文献:
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24-26
[5]徐玉宏,J].中国环境监测,2009,25(3):43-45张静,王静媛,等.微波消解-分光度法测定土壤中的全硼[
SpectrophotometricDeterminationofTotalNitrogen
inSoilwithNessler’sReagentCoupledwithMicrowaveDigestion
GUChang-hong
(SchoolofEnvironmentandBioengineering,ChongqingTechnologyandBusinessUniversity,Chongqing400067,China)
Abstract:Thenitrogenspeciesinsoilispre-treatedwithmicrowavedigestion,followedbydeterminationofthetotalnitrogenwithspectrophotometrycoupledwithNessler’sReagent.Theresultindicatesthattheoptimalexperimentalconditionsareasfollows:2mlconcentratedH2SO4&1mlHFwiththeconstant3minin0.3MPaandwith0.0034mg/Lofdetectionlimitand6.7%ofconstant2minin0.5Mpaand5minin0.7MPa.Themethod,
relativestandarddeviationand85.90%~114.5%ofrecoveryofstandardadditionand–1.16%ofrelativeerrorcomparedwithNationalStandard,isavailabletodeterminationoftotalnitrogeninsoilduetoitssimplicity,quickness,betterprecision&accuracy.
Keywords:microwavedigestion;spectrophotometrycoupledwithNessler’sReagent;nitrogen;soil
责任编辑:田
静