尿素中添加聚天门冬氨酸盐测定影响因素及解决方案

王维月

呼伦贝尔金新化工有限公司

尿素中添加聚天门冬氨酸盐测定影响因素及解决方案

王维月

呼伦贝尔金新化工有限公司

尿素中添加聚天门冬氨酸盐，采用吸光比浊法和等离子体发射光谱法分析，影响因素较多，分析结果准确度差。本文通过大量实验，针对各种影响分析结果因素进行了分析，提出了有效的解决方案，改进后通过标准添加的方法，进行回收率测定后稳定性好，精密度和准确度高，可操作性强。为尿素新产品的检测提供了有力的保障。

尿素；聚天门冬氨酸盐；吸光比浊法；金属离子测定；影响因素

1 引言

近几年来，尿素作为传统肥料在我国产能已经明显供大于求，并且产品产能过剩情况仍在继续发展，为调整企业产品结构，提高市场竞争力，我公司陆续推出多肽尿素、聚肽螯合锌尿素、聚肽锰锌钙尿素等新型尿素。新型尿素生产工艺相对较简单，在传统尿素生产基础上添加增效剂聚天门冬氨酸盐，可有效地促进植物对营养元素的吸收，同时少量施肥即可达到效果，降低农业生产成本，提高农作物的产量和品质。为了确保产品质量，提高肥料竞争力，对聚天门冬氨酸盐的检测尤为重要。由于此类肥料没有国家以及行业标准，所以我们引进的河北省地方标准《农业用聚天冬氨酸（盐）》，但是分析方法受到操作条件、分析设备和添加染料的影响，结果偏差较大，去除分析干扰因素，准确检测聚天门冬氨酸盐含量才是确保产品质量的前提。

2 聚天门冬氨酸盐测影响因素分析

2.1 吸光比浊法测定聚天门冬氨酸根的影响

2.1.1 实验原理

在pH=8～10时，十二烷基二甲基苄基氯化铵与聚羧酸类电解质产生沉淀，用吸光比浊法来测定样品中微量的聚天门冬氨酸根含量。

2.1.2 工作曲线的绘制

准确吸取聚天冬氨酸标准溶液0mL，1mL，2mL，3mL，4mL，5mL，6mL于50mL容量瓶中，然后分别加入0.5mL 0.01mol/L EDTA溶液，14 mL 3%柠檬酸三钠溶液，10mL 0.45%十二烷基二甲基苄基化铵溶液用水稀释至刻度摇匀，此系列溶液中有效含量分别为0， 1.6，3.2，4.8，6.4，8.0，9.6mg/L，置于30℃恒温水浴中30min。在420nm处用1cm吸收池，以试剂空白为参比，测定其吸光度。以吸光度为纵坐标，聚天门冬氨酸根浓度(单位：mg/L)为横坐标绘制工作曲线。

按照上述方法，进行曲线制作，不仅线性不好，而且，在低含量区域取样量在3mL以下，吸光度不稳定。为此我们将曲线进行改进，标准样品取样体积改为准确吸取标准溶液0 mL,3mL,4 mL,5 mL,6 mL,8 mL,10mL,12mL，为了便于计算，将此系列溶液中有效含量改为以聚天门冬氨酸根质量0，0.16,0.22,0.28,0.34,0.44,0.55,0.66 mg，以吸光度为横坐标，聚天冬氨酸根(单位：mg)为纵坐标绘制工作曲线，这样不仅规避了低含量测定的不稳定，提高了曲线的线性，同时也便于计算尿素中添加的聚天门冬氨盐含量（单位mg/kg），具体曲线见图1

图1 聚天门冬氨酸根工作曲线

通过图1可知，曲线相关系数R=0.9992，系数符合大于0.999的要求。需要注意的是，分析过程中也需将样品称吸光度控制在0.2～0.5范围内结果准确度高。

2.1.3 恒温水浴振荡器和分析人员操作影响

为了使反应充分，分析过程中使用了恒温水浴振荡器，我们以尿素中标准添加0.45mg/kg聚天门冬氨酸添加量为样品进行比对，如表1所示：

表1 不同转速下实际测值变化情况

试验表明：75转/分转速下分析结果更接近真实值，振荡频率越小，样品混合不充分，反应不完全，结果偏低，振荡频率越大，悬浮颗粒被分散，散射能力减弱，吸光度偏低 。所以选择合适的振荡转速是很有必要的。

用上同一组标准添加样品，我们对分析人员测试吸光度过程中对样品进行摇动混匀，进行了吸光度比对，如表2所示

表2 不同摇动剧烈程度吸光度变化

试验表明：当同一样品在测试吸光度时，缓慢混匀结果更接近标准值，摇动的剧烈程度结果有明显差异。当分析人员用力摇动后，反应生成的悬浮颗粒被分散，悬浮质点的大小和均匀性受到影响，使得分析结果偏低。

为规范分析操作，减小分析误差，操作过程中应缓慢摇匀，而恒温水浴振荡器在选择好适合自己分析所用幅度后，样品分析应与标准曲线一致。

2.2 尿素中添加染料颜色干扰

目前，我公司生产的新型尿素添加染料有柠檬黄、酞青蓝和水性深蓝三种染料，按颜色分类可分为黄色和蓝色，根据柠檬黄的全波长扫描可知，黄色的最大吸收波长在426nm处，这与聚天门冬氨酸测定波长420nm很接近，颜色干扰尤为突出，而蓝色最大吸收波长在650nm-700nm之间，颜色干扰较小，我们根据尿素GB 2440中规定缩二脲吸光度测定颜色干扰排除方法，具体如下式：

Y=X-Z

Y：样品真实吸光度

X：添加染料样品的吸光度

Z：空白试样的吸光度

根据上述公式，代入工作曲线进而得出尿素中聚天门冬氨酸的含量，为了验证结果的准确性，我们进行了加标回收实验，如表3所示：

表3 加标实测回收率数据记录

加标回收率在95%～105%之间，符合实验要求，需要注意的是空白试样吸光度为不添加显色剂样品测定的吸光度值，其质量应与添加染料样品一致，即Mx=Mz(M为质量)。

2.3 钙、锌、锰离子测定干扰排除

金属离子测定引用标准NY/T 1974-2010《水溶肥料铜、铁、锰、锌、硼、钼含量的测定》和NY/T 1117-2010《水溶肥料钙、镁、硫、氯含量的测定》，根据现有条件采用等离子体发射光谱法（简称ICP法）。（见图2）

通过工作曲线，可以看出线性较好。然而在具体尿素分析过程中，我们发现锌离子有被干扰现象。（见表4）

上述实验：相关系数已经达到了0.999993，符合大于0.999的要求，但是锌离子存在正干扰现象，导致其测量结果偏高，且无规律性。

图2 ICP法锌离子工作曲线

为了解决这个问题，经过具体分析发现，尿素中添加聚天门冬氨酸钙锌锰后，锌离子在个别发射谱线测试时受到了干扰，根据现状，我们进行了锌离子的全光谱扫描，进而测定锌离子含量。锌离子的现有发射谱线共有7条，经过曲线绘制后发现只有206.200nm、 334.501nm、330.258nm

斜率符合大于0.999的要求，采用这3条曲线进行锌离子尿素加标回收测定，而波长为206.200nm发射谱线在原始测试时就存在干扰，不建议使用，具体数据见表5

通过表5，可以得出所选的2条谱线符合引用标准中规定，平行测定结果相对相差小于10%，即都可以使用，同时测定钙和锰的结果未见干扰现象。

3 结束语

综上所述，影响尿素中添加聚天门冬氨酸盐测定影响因素很多，本文仅就分析测定过程中的因素进行了一些探讨，提出了一些简单、可行而有效的建议。

[1] DB13/2172-2015 农业用聚天冬氨酸（盐）

[2] NY/T 1974-2010水溶肥料铜、铁、锰、锌、硼、钼含量的测定．

[3] NY/T 1117-2010水溶肥料钙、镁、硫、氯含量的测定.

[4] 周西林,李启华.胡德声 实用等离子体发射光谱分析技术[M].北京:国防工业出版社,2012.5.

[5] GB 2440 尿素

表4 ICP法分析标准添加尿素分析实验记录

表5 锌离子发射谱线数据记录