有机肥料中全磷含量测定方法的比较与探讨

冯海涛，苟　曦，周　莉，唐　莲，赵　迪

(成都土壤肥料测试中心，四川 成都 610041)

有机肥料是以畜禽粪便、动植物残体和以动植物产品为原料加工的下脚料为原料，并经发酵后制成的肥料。目前，有机肥料中全磷测定使用的标准方法为分光光度法—钒钼黄比色法[1]。随着科技的发展，检测技术的不断进步，等离子体发射光谱法(ICP)以其具有科学准确，线性范围宽、灵敏度高、高效环保等特点而被广泛运用于各个领域的元素定量分析[2-4]，但现在仍然有许多肥料生产企业为了节省生产成本而采用重量法-磷钼酸喹啉沉淀法。出于对以上各因素的考虑，本文选择了分光光度法、重量法、等离子发射光谱法这3种方法进行比较，对有机肥料中全磷的测定进行探讨。

本方法选择全磷含量不同的3个有机肥料样品，采用硫酸-过氧化氢消煮法对样品进行处理，使用分光光度法、重量法、等离子发射光谱法对样品进行测试，并运用方差分析法对检测结果进行分析，同时进行加标回收试验和双人比对试验，比较各方法对有机肥料中全磷测试的准确度的影响，并计算各方法的加标回收率及相对标准偏差，计算检出限。

1　材料与方法

1.1　试验样品

选取全磷含量不同的3个有机肥料风干样品，研磨完全通过1mm筛。

1.2　主要检测仪器设备

美国热电iCP6300型等离子体发射光谱仪(ICP)、UV-2600紫外分光光度计。

1.3　样品处理

称取0.5000g样品于250mL消煮管中,加入8mL浓硫酸和1.5mL过氧化氢,摇匀，盖上短颈漏斗，放置过夜。将试样加热至硫酸白烟,取下冷却后加过氧化氢1～2mL，继续加热10～20min，重复消煮过程，直至溶液呈无色或淡黄色清液为止。继续加热至冒硫酸白烟20min后,取下冷却,将溶液移入100mL容量瓶,待溶液冷却后定容混匀。静置澄清或用无磷滤纸干过滤到试管中备用。同时做空白试验[1]。

1.4　样品测定

1.4.1分光光度法—钒钼黄比色法吸取待测液5mL于50mL比色管中，加水至25mL左右，与标准溶液系列同条件显色、比色，读取吸光度。

另吸取磷标准溶液(100μg/mL)0mL、0.5mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL、10.00mL分别置于7个50mL容量瓶中，加入与吸取试样溶液等体积的空白溶液，加水至25mL左右，加2～3滴2，4-二硝基酚指示剂，用氢氧化钠溶液(10%)和硫酸溶液(5%)调节测试液刚呈现微黄色，加入10.0mL钒钼酸铵试剂，摇匀，用水定容。此溶液浓度为0μg/mL、1.00μg/mL、2.00μg/mL、4.00μg/mL、8.00μg/mL、16.00μg/mL、20.00μg/mL的标准溶液系列。在室温下放置20min后，在分光光度计波长440nm处用1cm光径比色皿，以空白溶液调节仪器零点，进行比色，读取吸光度。根据磷浓度和吸光度绘制校准曲线或求出直线回归方程。同时做空白试验[1]。

1.4.2重量法—磷钼酸喹啉沉淀法吸取待测液25mL于500mL烧杯中,加入硝酸溶液(1+1)10mL,加水至100mL,盖上表面皿，在电炉上加热至微沸，取下烧杯，加入35mL喹钼柠酮试剂，盖上表面皿，在电炉上微沸1min后取下，冷却至室温，用预先在(180±2℃)下干燥至恒重的4号玻璃坩埚式滤器抽滤，滤尽后用去离子水冲洗沉淀3～5次。将坩埚及沉淀置于恒温180±2℃的烘箱中,干燥45min,取出置于干燥器中冷却至室温,称量。同时做空白试验[5]。

1.4.3等离子发射光谱法吸取待测液5mL于25mL比色管中，用水定容。另吸取磷标准溶液(1000μg/mL)0mL、0.5mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、8.00mL、10.00mL分别置于6个100mL容量瓶中，用水定容，此溶液浓度为0μg/mL、5.00μg/mL、10.00μg/mL、20.00μg/mL、40.00μg/mL、80.00μg/mL、100.00mL的标准溶液系列，用等离子发射光谱仪在波长213.618nm处测定各标准溶液的发射强度。根据磷浓度和仪器值绘制校准曲线或求出直线回归方程。同时做空白试验[6]。

2　结果与分析

2.1　精密度分析

选取磷含量不同的3个有机肥料样品，分3批次进行分析，每批次各做2个平行测试，分别用分光光度法、等离子发射光谱法、重量法对3个样品进行分析测试，检测结果见表1。

表1　磷测试结果分析

由表1可见，用分光光度法测得3个样品的RSD在0.52%～0.53%之间，是3种检测方法中精密度、重现性最好的方法；等离子发射光谱法次之，RSD在0.60%～1.51%之间。以上2种方法的相对标准偏差(RSD)均小于2%，说明这2种方法精密度高，重现性好。运用重量法测得3个样品的RSD在0.92%～2.15%之间，这说明重量法虽没有分光光度法、等离子发射光谱法稳定，但相对标准偏差(RSD)小于5%，其精密度、重现性仍然较好。

2.2　准确度分析

有机肥料中全磷的检测项目没有相应的国家标准物质，不能用检测标准物质的方式检验方法的准确度，所以本文采用计算回收率和双人比对试验的方式检验各方法的准确度。

2.2.1加标回收率分析按照标准物质加入量与被检物质含量相近的原则，分别在3个样品中加入10mL浓度为1000μg/mL的磷标准溶液，并在空白消煮管中加入相同数量的磷标准溶液，按照前述样品处理及检测方法进行消煮和磷含量测定，计算加标回收率。(见表2)

加标回收率%=(加标试样测定值—试样测定值)÷加标量×100

表2回收率统计表单位：%n=6

样品号分光光度法等离子发射光谱法重量法回收率平均值RSD回收率平均值RSD回收率平均值RSD1101～1041031．15101～1031020．4899～1031011．56296～1041012．8699～1041011．8799～1051012．57398～1051022．94105～1081061．2694～106995．20

从表2可见，分光光度法的回收率在96%～105%之间，等离子发射法光谱法的回收率在99%～108%之间，重量法的回收率在94%～106%之间，这说明3种方法的准确度都较高。从相对标准偏差来看，分光光度法相对标准偏差的最大值小于3.0%，等离子发射光谱法相对标准偏差的最大值小于2.0%，重量法相对标准偏差的最大值小于5.5%，这表明等离子发射光谱法的检测数据最稳定，精密度最佳；而重量法受磷含量高低的影响比较明显，磷含量越低，相对标准偏差越大。

2.2.2双人比对试验分析选择长期从事肥料成分分析的两位化验员，在不同时间段，按照3种检测方法，使用同样的检测仪器，对3个有机肥料样品进行分析，取各个平行测定结果的平均值分析，见表3。

由表3可见，运用3种检测方法，对3个样品的9组检测数据表明，3种检测方法均具有较高的准确度和较强的稳定性。

表3双人比对实验统计表单位：%

样品号分光光度法等离子发射光谱法重量法—结果1结果2结果1结果2结果1结果214．154．134．134．124．144．1622．112．092．112．122．102．0831．421．421．431．421．421．40

2.3　差异性分析

方差分析是一种假设检验，它是对全部样本观察值的差异进行分析，将某种因素下各组样本观察值之间可能存在的系统性与随机误差加以比较，据以推断各总体之间是否存在显著差异[7]。本次检验选取了3个磷含量不同的有机肥料样品，分3批次进行分析，每批次各做2个平行测试，运用方差分析法对3种方法的检测结果进行差异性分析，分析在前处理相同的条件下，用3个不同的测试方法的所得结果是否存在显著性差异。(见表4)

表4　方差分析汇总表

由表4可见，3组样品的最大F值为：Fmax=1.24，小于F0.05(2，15)的临界值：3.68。因此，可认为在前处理条件相同的情况下，分光光度法、重量法、等离子发射光谱法这3种方法之间没有显著的差别，对有机肥料中全磷的检测结果没有显著影响。

2.4　检出限及线性范围

选择最佳检测条件，连续测定空白11次，计算分光光度法和等离子发射光谱法最低检出限(3σ)：分光光度法为0.064μg/mL，等离子发射光谱法为0.047μg/mL，分光光度法在0～20μg/mL范围内呈良好线性关系，相关系数为r=0.9999，等离子发射光谱法在0～100μg/mL范围内呈良好线性关系，相关系数为r=0.9998。重量法未做检出限。

3　结论

回收率试验和双人比对试验的结果表明，3种方法的检测结果非常相近，这说明3种检测方法都具有较高的准确度；等离子发射光谱法、分光光度法的相对标准偏差更低，比重量法更优。

从检出限和线性范围看，等离子发射光谱法的检出限更低，线性范围更宽，从而弥补了分光光度法在样品称样量的限量范围上的不足。

通过方差分析发现，高、中、低不同含量的试样的F值在(0.22～1.24)之间，小于F0.05(2，15)临界值：3.68。因此，可说明在使用硫酸-过氧化氢处理试样下，分光光度法、等离子发射光谱法、重量法对有机肥料中全磷的检测结果没有显著影响。因此，若只是为控制产品质量而进行的日常检测，用重量法检测就能满足检验需要。

在对回收率数据统计分析时发现，重量法受磷含量高低的影响比较明显，磷含量越低，相对标准偏差越大，但在做方法精密度分析中，却没有出现这一规律，其造成这种现象的原因需进一步研究。

参考文献：

[1]崔勇,杨帆,李荣,等.NY525-2012有机肥料[S].北京：中国农业出版社,2012.

[2]白杨,刘善江,等.ICP—OES法测定水溶肥料中的磷和钾[J].贵州农业科学,2015，43(1)：90-91.

[3]倪伟红，陈美春，贾彦博．微波消解-IcP-OES法同时测定化妆品中Pb、As、Hg[J]．分析试验室，2008，27(s2)：326-328．

[4]高善民，朱恩，王宏光，等．微波消解-ICP-OES法快速测定有机肥料中铜、锌、铅、镉、铬和镍[J]．上海农业学报，2008，24(2)：75-77．

[5]刘长风,林志锋.有机肥料氮、磷、钾的化学分析方法[J].磷肥与复肥,2006,21(6):60-62.

[6]刘密,范洪黎,肖瑞琴,等.NY/T2541-2014肥料磷含量的测定[S].北京：中国农业出版社,2014.

[7]孙允午.统计学—数据的搜集、整理和分析(第二版)[M].上海:上海财经大学出版社,2010.