关于小管密封法测定土壤有机质的研究_郑梦华.pdf

专题与综述-178-关于小管密封法测定土壤有机质的研究郑梦华（华寰检测技术有限公司，上海 201803）摘要：为研究小管密封法测定土壤有机质的可行性，以及不同消解温度及时间条件下测定的有效性，分别采用不同的时间和温度对土壤有机质样品进行小管密封消解，测定其有机质含量。结果表明：采用小管密封法在一定温度及时间条件下，对土壤有机质质控样品进行消解，所测得的含量能够符合质控证书要求，不同含量的土壤实际样品在170、30 min的消解条件下，结果都逐渐趋于平衡，且与油浴锅消解测得的含量值之间的绝对相差符合NY/T 1121.6-2006中精密度的要求，由此可见，小管密封法替代油浴锅的加热消解具有可行性，使用小管法加热消解极大地增强了有机质测定实验的安全性、提高了实验的测定效率、降低了实验的操作难度，值得相关人员进行研究和探讨。关键词：土壤有机质；小管密封法；温度；时间中图分类号：TS5 文献标志码：A DOI：10.20025/ki.CN10-1679.2023-02-61Study on Determination of Soil Organic Matter by Small-Scale Sealed-tube MethodZheng Menghua(Huahuan Testing Technology Co.,Ltd.,Shanghai 201803,China)Abstract:The present paper is inclined to report the feasibility of determination of SOM by Small-scale sealed-tube method and the validity of determination at different digestion temperatures and time,Determination of the organic matter content of SOM samples were digested by Small-scale sealed-tube method at different times and temperatures.The results showed that the content of SOM measured by Small-scale sealed-tube method under certain temperature and time conditions is in accordance with the quality control certifi cate.The results of the actual samples of soil with different contents of content gradually stabilised under the digestion conditions at 170 for 30 min.And the absolute difference between the content value measured by oil baths is in accordance with the precision requirements of NY/T 1121.6-2006.It can be seen that it is feasible to use the Small-scale sealed-tube method instead of the oil bath.The use of the Small-scale sealed-tube method greatly enhances the safety of organic matter determination experiments,improves the effi ciency of the experimental determination,reduces the diffi culty of the experimental personnel to operate the experiment,and is worth studying and discussing.Key words:soil organic matter(som);small-scale sealed-tube method;temperature土壤有机质广义上是指各种形态存在于土壤中的所有含碳的有机物，包括土壤中的各种动、植物残体，微生物及其分解合成的各种有机物质，狭义上是指有机残体经微生物作用形成的一类特殊、复杂、性质比较稳定的高分子有机化合物1。其关系到土壤的结构、可耕性、持水率、保肥供肥特性及生产性能2。对农业及环境保护都有着重大且深远意义，因此，大多实验室皆将土壤有机质的测定作为常规检测项目。土壤有机质的测定方法根据测定原理，可分为灼烧法与化学氧化法两种，其中化学氧化法是化学实验室内较为常用的方法，以土壤检测 第六部分：土壤有机质的测定（NY/T 1121.6-2006）为例，该方法是在加热条件下，用过量的重铬酸钾-硫酸溶液氧化土壤有机碳，多余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准溶液滴定，由消耗的重铬酸钾量按氧化校正系数计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质含量3。另国际标准化组织在2002年发布了化学需氧量小型密封管法（ISO 15705-2002 Water quality-Determination of the chemical oxygen demand index（ST-COD）small-scale sealed-tube method），该方法的原理也是在加热条件下，用过量的重铬酸钾氧化水中的还原性物质，多余的重铬酸钾用硫酸亚铁溶液回滴，以此计算出水体中COD的含量。其原理同NY/T 1121.6-2006标准中原理相近，皆为化学氧化法。NY/T 1121.6-2006标准中采用的是油浴锅加热，存在升温耗时长、温度可调节性差、实验危险性高、实验操作难度大、实验结果偏差大等问题，为了一定程度上减轻上述问题，本文将采用小管密封加热法测定有机质含量，并找到合适的消解时间和温度，在确保实验结果准确性的前提下，最大程度地提高 作者简介：郑梦华（1996-），女，本科，初级工程师，研究方向：环境监测.专题与综述-179-检测效率。1材料与方法1.1主要仪器设备和试剂（1）多孔消解器：用温度可调、配套消解管。（2）分析天平：选用感量0.0 001 g的。（3）滴定管：选用50 mL的。（4）0.4 mol/L重铬酸钾硫酸溶液：称取40.0 g重铬酸钾溶于600800 mL水中，用滤纸过滤到1 L量筒内，用水洗涤滤纸，并加水至1 L，将此溶液转移至3 L大烧杯中。另取1 L浓硫酸，缓慢逐量混入烧杯中。（5）0.1mol/L硫酸亚铁标准溶液：称取28.0 g硫酸亚铁或40.0 g硫酸亚铁铵溶解于 600 mL800 mL水中，加浓硫酸20 mL搅拌均匀，静止片刻后用滤纸过滤到1 L容量瓶内，再用水洗涤滤纸并加水至1 L。使用前用0.1 000 mol/L重铬酸钾标准溶液标定，方法：吸取0.1 000 mol/L重铬酸钾标准溶液20.0 mL放入150 mL三角瓶中，加浓硫酸35 mL和邻菲啰啉指示剂三滴，以硫酸亚铁溶液滴定，根据硫酸亚铁溶液消耗量计算出硫酸亚铁溶液的准确浓度。（6）重铬酸钾标准溶液：可用市售标液。（7）邻菲啰啉指示剂：称取邻菲啰啉1.49 g溶于含有0.70 g硫酸亚铁或1.00 g硫酸亚铁铵的100 mL水溶液中，密闭保存于棕色瓶中。1.2分析步骤准确称取通过0.25 mm孔径筛风干试样（sample1、sample2、sample3）及标准土样（ASA-3、ASA-6）0.050.5 g（精确到0.0 001 g），放入消解管中，准确加入5.00 mL 的0.4 mol/L重铬酸钾硫酸溶液，缓慢摇匀，盖紧管帽，将消解管放入多孔消解器中，设置不同的消解温度及时间，分别为140、150、160、165、170、175；5 min、10 mim、20 min、30 min、40 min，进行消解，冷却后无损转移至250 mL三角烧瓶中，用纯水冲洗消解管，洗液并入三角烧瓶中，加入三滴邻菲啰啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定。1.3结果计算O.M=（CV0.0031.7241.10）/M1 000。式中：O.M表示有机质的质量分数，单位为克每千克；C表示硫酸亚铁标准溶液的真实浓度，单位为摩尔每升；V表示试样滴定体积与空白滴定体积之差，单位为毫升；M为样品称取质量，单位为克；0.003为1/4碳原子的毫摩尔质量，单位为克；1.724是由有机碳换算成有机质的系数；1.10为氧化矫正系数；1 000是为了换算成每千克的含量。2结果与分析2.1不同消解温度对测定结果的影响将土样（sample1、sample2、sample3）及标准物质（ASA-3、ASA-6）分别置于140、150、160、165、170、175 消解30 min，测得其有机质含量，以消解温度为x轴、有机质含量为y轴作趋势图。根据表1至表5趋势图可知，随着消解温度的上升，测得的有机质含量随之增大并在165 后开始逐渐趋于平衡，同时将土壤质控样品测得数据进行汇总，见下表。根据表6数据汇总可知140 及150 测得的有机质含量不在证书要求范围内，160 测得的有机质含量接近范围值下限，因此可知在30 min内140、150、160 的消解温度并不能够使得质控样品完全达到消解需求，故不采用该消解温度。于此同时，采用油浴锅加热消解的方式对同批次的有机质实际样品（sample1、sample2、sample3）及标准物质（ASA-3、ASA-6）进行加热消解，测得其有机质的含量值与170、30 min小管法加热消解所测得的有机质含量进行汇总比对。专题与综述-180-表6不同消解温度下有机质质控实验结果T()ASA-3(16.52.6）ASA-6（17.72.4）O.M(g/kg）O.M(g/kg）14013.014.315013.715.116014.815.816515.216.517015.316.717515.416.6表7170 30 min小管消解与油浴锅消解实验结果汇总样品编号17030min小管消解油浴锅消解O.M(g/kg）O.M(g/kg）Sample110.510.7Sample217.817.2Sample360.859.4ASA-315.315.0ASA-616.716.4根据表7数据汇总可知，sample1及sample2小管消解与油浴锅消解测得的有机质含量值绝对相差小于1.0 g/kg、sample3绝对相差小于3.0 g/kg，均满足NY/T 1121.6-2006标准中对精密度的要求。且标准物质有机质含量均在证书要求范围内，综合考虑，决定选用170 作为小管法测定土壤有机质的消解温度，在该温度下，土壤样品能够得到充分地消解，最大限度地保证了实验结果的可靠性。2.2不同消解时间对测定结果的影响对标准样品ASA-3及ASA-6在170 固定温度下消解5 min、10 mim、20 min、30 min、40 min，测得其有机质含量。根据表8数据可知，消解温度低于20 min时，测定结果不在或接近范围值下限，消解温度大于等于20 min时，其测定结果符合标准物质要求，为保准数据的准确性与可靠性，选用30 min作为小管加热法测定土壤有机质的消解温度。在NY/T 1121.6-2006标准中，油浴锅的加热消解时间为50.5 min，相比于上述实验中小管法所选择的30 min来说要短很多，这是因为油浴锅内油量大，导热性强，且实验要求晃动铁丝笼，这使得样品能够快速达到所需消解温度，而小管加热需要考虑消解管与加热壁之间的紧密程度、消解管的大小厚度、消解装置的品牌型