碱性过硫酸钾氧化－气相分子吸收光谱法测定土壤中全氮含量

周侣艳，余海霞，徐 伟，张德勇

（1.杭州市环境监测中心站，杭州310007； 2.浙江树人大学，杭州310015）

碱性过硫酸钾氧化－气相分子吸收光谱法测定土壤中全氮含量

周侣艳1，余海霞1，徐 伟1，张德勇2

（1.杭州市环境监测中心站，杭州310007； 2.浙江树人大学，杭州310015）

在土壤肥力分析中，全氮的含量是土壤肥力的重要指标之一。HJ 717－2014《土壤质量全氮的测定凯氏法》分析测定主要包括土壤样品的消解（不同温度分段消解需要4h）、蒸馏、滴定等3个环节，步骤繁杂，但应用较普遍，很多研究者均在此研究方法的基础上进行改进［1－6］。本工作在HJ／T 199－2005《水质总氮的测定气相分子吸收光谱法》基础上［7］，省略繁琐的消解、蒸馏过程，在碱性高温条件下，过硫酸钾将土壤中的各种含氮化合物转化为硝酸盐［8－11］，采用气相分子吸收光谱法测定硝酸盐氮的含量，进而得到土壤全氮含量。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

GMA 3380型气相分子吸收光谱仪；TDL－40B型离心机；SHA－C型水浴恒温振荡器；高压蒸气灭菌锅。

碱性过硫酸钾溶液：称取过硫酸钾40g和氢氧化钠15g分别溶于适量水中，待氢氧化钠溶液冷却至室温，合并上述溶液并稀释至1L。

硝酸盐氮标准储备溶液：1 000mg·L－1。

硝酸盐氮标准溶液：4.00mg·L－1，由1 000mg·L－1硝酸盐氮标准储备溶液分级稀释制得。

盐酸溶液：5mol·L－1。

过硫酸钾、氢氧化钠、三氯化钛（质量分数15%，下同）溶液、无水高氯酸镁均为分析纯；盐酸为优级纯；试验用水为去离子水（电阻率不大于2MΩ·cm）或其他等效纯水。

1.2 仪器工作条件

氮气瓶出口压力0.3MPa；样品进样蠕动泵转速50r·min－1，试剂蠕动泵转速25r·min－1；加热温度70℃；检测波长214.4nm。

1.3 试验方法

1.3.1 方法原理

在120～124℃碱性介质中，过硫酸钾将土壤样品中氨、铵盐、亚硝酸盐以及大部分有机氮化合物氧化成硝酸盐，在70℃下硝酸盐被三氯化钛－盐酸溶液还原成一氧化氮，生成的一氧化氮用空气载入气相分子吸收光谱仪的吸光管中，在波长214.4nm处测得的吸光度与硝酸盐氮的质量浓度遵守比耳定律，从而得出土壤全氮含量。

1.3.2 样品前处理和测定

为了检验分析方法，选用菜田土、稻田土、宝石山土等3种比较有代表性的土壤。

取适量土样（全氮量5～150μg）置于50mL比色管中，加入碱性过硫酸钾溶液10mL，充分摇匀。用纱布及纱绳裹紧塞子，以防溅漏。将比色管放入高压蒸气消毒器中，盖好盖子，加热至蒸气压力达到107.8～127.4kPa，30min后停止加热，缓慢放气（或自然冷却），待压力指针回零，趁热取出比色管充分摇匀，加水稀释至50mL，密塞，摇匀，冷却至室温，将试样转入离心管，离心10min。移取上清液40mL于样品管中，并放置在自动进样盘上，同时取1个或多个水样作为空白样同步消解。待仪器各项参数稳定后，把试剂管插入三氯化钛（15%）溶液中，按仪器工作条件测定。

2 结果与讨论

2.1 干扰及消除

消解液中若含有大量高价金属离子（如三价铁离子），则会消耗过多的还原剂而影响测定，此时应增大三氯化钛的用量，保持红色不褪即可消除干扰。试验分析一个样品需吸取三氯化钛（15%）溶液4mL。

2.2 标准曲线与检出限

仪器自动稀释4.00mg·L－1的硝酸盐氮标准溶液，得质量浓度分别为0.100，0.200，0.400，0.800，1.200，2.800，4.000mg·L－1的标准溶液系列，在波长214.4nm处测得相应的吸光度。以吸光度与所对应的硝酸盐氮（以氮计）的质量浓度绘制标准曲线，其线性范围为0.100～4.00mg·L－1，线性回归方程为y＝0.040 63 x＋0.000 19，相关系数为0.999 8。

对空白样品进行测定，计算其标准偏差（δwb），按3.143δwb计算方法的检出限为0.041mg·L－1。

2.3 精密度试验

按试验方法对0.921～1.139mg·g－1的质控样（GBW 07448）平行测定6次，测定值分别为1.014 0，0.985 4，1.103 0，1.137 2，0.990 1，0.967 3mg·g－1，测定值均在标准值范围内。测定值的相对标准偏差（n＝6）为1.8%。

2.4 回收试验

对质控样（GBW 07448）、菜田土样品、水稻田土样品及宝石山土样品进行加标回收试验，按试验方法平行测定6次，计算回收率，结果见表1。

表1 回收试验结果Tab.1 Results of test for recovery

2.5 方法对比试验

试验分别采用HJ 717－2014标准中凯氏法和气相分子吸收光谱法测定同一均质样品，对比结果见表2。

表2 两种方法的比对结果Tab.2 Comparison results of two analytical methods

由表2可知：两种方法之间无显著性差异。说明用碱性过硫酸钾氧化－气相分子吸收光谱法测定土壤全氮含量的方法可行。

本工作采用气相分子吸收光谱法代替传统的滴定方法进行土壤全氮的分析，方法简便快速，试剂用量少、毒性低，分析结果稳定可靠，可用于大批量土壤样品的分析工作。

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O657.3

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1001－4020（2017）04－0468－02

10.11973／lhjy－hx201704022

2016－03－29

杭州市科技发展计划项目（20140533B07）