连续流动分析法测定土壤硝态氮实验综述报告

朱继荣　祝鹏飞　束良佐

【摘 要】综合阐述了连续流动分析法测定土壤硝态氮的实验原理以及具体操作方法。为大批量分析土壤硝态氮提供理论依据，为监测土壤氮素指标提供技术支持。

【关键词】硝态氮;大批量;连续流动分析

中图分类号： X832;X833 文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）13-0077-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.035

Overview of a comprehensive experiment of determining soil nitrate nitrogen by continuous flow analysis

ZHU Ji-rong ZHU Peng-fei SHU Liang-zuo*

（Huaibei Normal University， Huabei Anhui 235000， China）

【Abstract】The experimental principle and specific operation for the determination of soil nitrate nitrogen by continuous flow analysis are comprehensively clarified. These can provide a practical guide for large-scale analysis of soil nitrate nitrogen and provide technical support for monitoring of soil nitrogen indicators.

【Key words】Nitrate nitrogen; Mass production; Continuous flow analytical system

0 引言

硝态氮是土壤中可利用的主要氮素形态之一，是植物生长发育需要的重要氮源，可以被植物直接吸收利用。另一方面土壤中的硝态氮含量会影响土壤生态环境，它可以通过淋溶、径流等途径转移扩散，造成土壤或地下水氮素污染[1]。因此，对土壤硝态氮含量的准确测定一方面能监测土壤氮素利用率，在一定程度上了解土壤供肥能力，为适量施肥提供一定的理论依据。另一方面对及时了解氮素污染情况具有重要作用。

传统土壤硝态氮的测定方法主要有酚二磺酸法，镀铜镉柱还原-重氮化偶合比色法[2]，GB/T32737-2016紫外分光光度计法等[3]，但这些传统的测试方法或者操作繁琐，费时费力，人为操作误差较大，或者不适合大批量试验样品测试.而连续流动分析系统则将长时间的手工操作简化成仪器自动化操作，大大提高实验效率。

1 实验目的

（1）掌握土壤硝态氮的提取方法。

（2）了解连续流动分析法测定土壤硝态氮的原理。

（3）掌握连续流动分析法测定硝态氮的操作方法。

2 实验原理

连续流动分析仪一般由采样器、泵、化学模块及数字比色计组成。采用空气片段连续流动分析技术，将样品和试剂在一个连续流动的系统中均匀混合，每个样品被均匀的气泡分割，以降低液体的扩散度及样品之间的交叉污染[4-5]。标准溶液和样品通过采样器被蠕动泵吸出并流过整个系统，同时泵会连续不断地输送各个分析方法所需的试剂，并吸入空气将流体分割成片段，在同样条件下（包括时间、流动速度、温度、清洗比等），每个片段在混合圈中充分混合并发生反应生成有色化合物，通过检测器比色，最后将比色信号输入电脑，软件进行数据处理并生成报告[6]。

硝酸盐于碱性环境中在铜的催化作用下，被硫酸肼还原成亚硝酸盐，并和对氨基苯磺酰胺及N-1-萘基乙二胺二盐酸反应生成的粉红色化合物，然后在550nm波长下检测。溶液中加入磷酸是为了降低pH值，防止产生氢氧化钙和氢氧化镁。加入锌是为了抑制氧化物和铜的反应。

3 仪器与试剂

主要操作仪器为连续流动化学分析仪（双通道）AutoAnalyzer3。

需要试剂：

（1）浸提剂（2mol/L KCl）：将149g分析纯氯化钾溶入去离子水中，稀释至1000ml并混合均匀。

（2）硝态氮标准储备液（1000mg/LN）：准确称取7.218g经110±5℃烘干2h的硝酸钾溶入去离子水，稀释至1000mL。

（3）硫酸铜储备液：配制浓度为0.1%的硫酸铜储备液。

（4）硫酸锌储备液：配制浓度为1%的硫酸锌储备液。

（5）显色剂：将10g磺胺溶入去离子水中（约600ml），加入0.5gN-1-萘基乙二胺二盐酸，并混合均匀。再加入100ml磷酸，最后稀释至1000mL。溶液贮存于棕色试剂瓶中。（每周更换）

（6）氢氧化钠溶液：将40g氢氧化钠溶入去离子水中，稀释至1000mL并加入1mL Brij-35（30%）溶液。

（7）磷酸溶液：小心地将3mL磷酸加至约600mL去离子水中并溶入4g十水二磷酸四钠混合均匀。稀释至1000mL后1mL Brij-35（30%）溶液。

（8）硫酸肼溶液：将14mL 硫酸铜储备液，10mL硫酸锌储备液和 6g硫酸肼加入约600mL去离子水中，稀释至1000mL混合均匀。

（9）稀释水和系统清洗液：准确量取Brij-35（30%）溶液2ml加入到1000ml去离子水中，混合均匀。

4 實验内容及操作步骤

4.1 土壤样品浸提

称取5.0g过2mm筛孔的新鲜土壤样品，放入250ml三角瓶中，加入浸提剂[6]（2mol/L KCl）溶液50ml，塞紧瓶塞，置于振荡器上震荡1h（25±2°C），之后过滤到100ml三角瓶中。

4.2 标准系列制备

取6支50mL容量瓶，分别制备浓度为0，1，2，5，10，20mg/L的NO  N标准系列溶液，以土壤浸提剂稀释。

4.3 测定

启动电源开关预热，打开软件，创建分析方法、分析参数。启动工作程序，所有管路放入去离子水中运行至基线维持稳定后，按要仪器操作管路示意图先后注入各试剂，设定增益值。将标样与样品按照先标样后样品的顺序倒入采样杯中固定，等待仪器自动取样分析。分析完毕后由电脑自动输出标线及样品浓度值。

5 结果计算与表示

土壤中硝态氮含量以质量分数ω（NO  N）表示，数值以mg·kg-1表示。

ω（NO  N）= （ρ×V×ts）/m

其中：ω（NO  N）-土壤中硝态氮的质量分数（mg·kg-1）;

ρ-仪器输出的硝态氮质量浓度（mg·L-1）

V-显色液的体积（ml）;

ts-分取倍数

m-干土样品质量（g）

6 结论

流动分析法是模拟重复手工分光光度法检测硝酸盐过程[7]，主要通过程序化进样、过滤、混合、反应、比色等步骤完成，具有分析速度快，消耗试剂少，准确度与精确度较高[6]的优点，尤其适合大批量样品的检测。

7 注意事项

（1）由于分析土壤硝态氮是使用的是新鲜土样，因此还需要同时测定土壤含水率以便计算干土质量。

（2）分析土壤提取液时进样器清洗液必须和样品提取液保持一致。

（3）分析土壤样品时，工作标准要用样品提取液稀释。

（4）如果发现浸提液中存在粒径>1mm的颗粒物时必须用滤膜过滤，防止测试过程中堵塞管道。

（5）除非特殊说明，所有试剂均为分析纯

（6）注意样品浓度不得超过20mg·L-1，超出则需要稀释。

【参考文献】

[1]程谊，张金波，蔡祖聪.气候-土壤-作物之间氮形态契合在氮肥管理中的关键作用[J].土壤学报.http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1119.P.20190104.1429.002.html

[2]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].中国农业科技出版社.1999：156-162.

[3]易小琳，李酉开，韩琅丰.紫外分光光度法测定土壤硝态氮[J].土壤通报.1983，6：35-40.

[4]陶佳.浅谈AA3连续流动分析仪的日常维护和保养[J].污染防治技术.2017，30（6）：65-66.

[5]石桂金，宗德浩，钟晶洁.AA3连续流动分析仪测定水质中氨氮的方法研究[J].云南化工.2018，45（8）：150-151.

[6]杨靖民，张忠庆，曹国军.应用间隔流动分析仪测定土壤硝态氮和亚硝态氮含量[J].中国土壤与肥料.2014（2）：101-105.

[7]孫辰，邓峥，赵通达，等.连续流动分析仪测定水中硝酸盐氮及亚硝酸盐氮[J].内蒙古水利.2018，6：13-14.