酸度计测定土壤pH的技术探讨

王文婷

（太湖县种植业服务中心 ，安徽 太湖 246400）

1 概述

土壤pH是土壤酸碱强度的指标，与土壤的生物活性、土壤养分的有效性密切相关，是土壤的基本化学性质之一。土壤pH常作为土壤分类、利用、管理和改良的重要参考因素。近年来，国家对土壤重金属污染状况非常重视，pH大小对重金属污染风险筛选值与管控值影响较大。另外在一系列的理化分析中，土壤 pH 与很多项目选定分析方法和分析结果有密切的联系，这也是审查其他项目结果的一个参照依据。由于土壤成分复杂，待测的土壤溶液又是胶体状态，溶液内部处于不断交换的过程中，其对pH值的准确测定较为困难，在检测过程中把握读数准确很关键。

2 检测原理及方法

2.1 原理

在化学概念上，pH的定义是溶液中氢离子活度的负对数。在土壤学概念上，pH的定义和表示方法与化学上的概念一样，测定土壤pH，当玻璃电极和甘汞电极（或复合电极）插入土壤悬浊液时，构成一电池反应，两者之间产生一个电位差，因参比电极的电位是固定的，故此电位差之大小取决于待测液的H+离子活度，其负对数即为pH值，因此，可用电位测定仪测定其电动势，换算成pH值。一般可直接用酸度计读得pH值。

2.2 方法

按照NY/T1121.2-2006标准（电位法）进行检测，pH测定方法中，电位测定方法精准度较高。以下对酸性土壤和碱性土壤进行分组试验，规定水土比为2.5∶1，去二氧化碳纯水浸提，待测液搅拌器搅拌1 min使土粒充分分散，静置30 min待溶液澄清后测定，使用的酸度计型号：pH SJ-4A，精度较高。电极按标准要求保管使用。

3 结果分析

3.1 样品分析方法

按照标准对仪器进行校准，两点标定标准液偏差均小于0.1pH。校准后，取出电极，用纯水冲洗干净并拭干，注意用滤纸条轻轻吸干，不要摩擦玻璃球珠。将电极插入待测液中（注意玻璃电极球泡下部位于土液界面处，甘汞电极插入上部清夜中应尽量避免与泥浆接触），先轻轻转动烧杯以除去电极上的水膜，促使其快速平衡，静置片刻，此时显示屏上数据一直不稳定，数字上升或者下降，要耐心等待。当与之前的感应液数值差距较大时，则跳动幅度较快，为加快数字跳动速度，中间可轻转烧杯数次，直到数据变化趋慢，稳定在小数点后两位，仅有小数点后第三位数字有微小变化时可以读数。（如酸度计精确度只精确到小数点后两位，待读数稳定在五秒钟变化不超过0.02时记下pH值）。为验证数值是否稳定，可再轻转一下烧杯，这时数字有个回弹，但很快就回到原位了，这时的读数就是样品的pH值。取出电极后，用纯水洗涤，用滤纸条吸干水分后进行第二个样品测定。

3.2 比对试验一

国标土样分两组，每批次测试2个国标土样，共测试5个批次，在测试每个样品前，均将电极分别与标准液pH 4.01和 pH 6.87感应定位，对5次测定结果进行分析（详情见表1）。

表1 标准物质测定值与认定值的比对

分析：由表1可看出，标准液pH 4.01感应后的测试值均小于认定值，且pH值越大，稳定所需的时间越长；标准液pH 6.87感应后的测试值更接近认定值，与认定值比较，偏差有大有小，且pH值越小，稳定所需的时间越长。

3.3 比对试验二

一组酸性土样，分别用pH 4.01 和pH 6.87标液定位，定位后连续测定8个待测样品（详情见表2）。

表2 不同标液定位后连续测定结果

分析：从表2可看出，等稳定后读数，两组数据平均值差值仅0.04，每个样品差值也均在误差范围内（±0.1），而且差值有高有低，没有表现 pH4.01 标定后的数据比pH 6.87标定后的数据低。

3.4 比对试验三

碱性土样分组，每个样品测试前均用pH9.18 标准液感应定位后再测定（A组），和pH9.18 标准液定位后连续测定（B组），测定得出两组数据，见表3。

表3 碱性土壤样品测定结果

分析：从表3可看出，A组稳定读数时间偏长，平均需约2 min才能稳定，B组仅只需约1 min稳定；A组结果平均值高于B组，两组结果差值均在误差范围内（±0.2）。

4 结论及注意事项

4.1 结论

通过以上试验分析可得出结论：测定土壤pH值每个土样准确读数的稳定时间不同，电极感应在不同缓冲液之后对待测液的稳定时间及测定结果都有影响，电极对前一个检测液（标准液或样品溶液）有感应记忆，对下一个样品读数的稳定时间有很大影响。差值大的平衡时间长，差值小的平衡时间短。为准确读数减少误差，最关键的还是要把握平衡时间。

土壤的pH有变化，主要源自土壤体系本身或者由于土壤溶液特点对于电极系统所造成的影响。测定纯溶液仪器读数均能很快达到稳定，本化验室先后更换了四台pH计进行了比对，不同精度的酸度计同样表现这一现象。

4.2 日常土样检测中的问题及解决方法

(1)在成批土样测定的过程中，不需要对每一个测定的样品都去定位，一般每定位一次可接连测定6～8个样品，最好按土壤类型等将pH值相差大的样品进行分组测定，即将相近的分为一组。

(2)对于本地样品来说，有一个相对集中的定性值，如太湖县耕层土壤平均值在pH5.5左右，采用pH4.01 或pH6.87标液标定后直接测定，一般2 min内可有稳定读数。

(3)对于未知的盲样，可以让稳定的时间稍长些再读数，若pH大于7.0的土样，则需用pH9.18标液定位后重新测定，在过程中，可多次轻轻转动烧杯后稍加静置，能缩短平衡时间。

4.3 注意事项

在土壤pH测定中，影响测定准确度的因素除了把握平衡时间准确读数之外还有水土比、电解质浓度、二氧化碳、样品的磨细程度、液接电位、杂质等因素，所以要严格按标准规定操作，同时根据温度差对标准缓冲溶液在不同温度下的变化，注意以上干扰因素，把握什么时间读数能得到准确的测试结果。