水溶肥料中磷含量测定方法研究

颜 军，沈 月，陈思力

（浙江省耕地质量与肥料管理总站，浙江 杭州 310020）

随着我国土地流转加快，规模化高产高效农业生产对水肥一体化的需求越来越突出。市场上常见的液体水溶肥料中磷素原料基本为正磷酸盐形态，如磷酸、磷酸一铵和磷酸二铵。随着功能性液体水溶肥料的发展，一些新产品中开始加入聚磷酸铵和亚磷酸钾等作为磷素原料，这两种原料中磷素形态与正磷酸盐有很大差别［1］。液体肥料中的聚磷酸盐和亚磷酸盐具有一定的缓释作用；聚磷酸盐具有螯合作用，能够螯合中微量元素，补充液体肥料中的中微量元素；亚磷酸盐则具有很好的抗病杀菌作用。这些新型肥料在发达国家已得到广泛应用。

目前，大量元素水溶肥料中磷含量的检测参照NY/T 1977—2010《水溶肥料 总氮、磷、钾含量的测定》［2］，其中的磷所指的是正磷酸盐，该方法用于以聚磷酸盐和亚磷酸盐为磷素原料的新型肥料中磷含量检测时极易出现检测结果偏低的问题［3-4］。笔者研究采用硫酸-过氧化氢消解预处理肥料样品，将其他形态的磷酸盐转化为正磷酸盐，再用磷钼酸喹啉重量法测定磷含量，检测结果与电感耦合等离子体发射光谱（ICP）法一致，均远高于NY/T 1977—2010的检测结果。

1 材料与方法

1.1 试剂和仪器

试剂：硝酸溶液，c（HNO3）为0.1 mol/L；（1+1） 硝酸溶液；喹钼柠酮试剂；硫酸；过氧化氢，w（H2O2）为30%。

仪器：电感耦合等离子体发射光谱仪。

1.2 待测液提取

1） NY/T 1977—2010 方法浸提 称取含P2O5250 ～500 mg的试样1 ～4 g（精确至0.000 1 g），置于250 mL容量瓶中；加入0.1 mol/L的硝酸溶液50 mL，充分溶解，用水定容；混匀后干过滤，弃去最初几毫升滤液，剩余滤液待测。

2） 硫酸-过氧化氢消解浸提 称取含P2O5250～500 mg的试样1 ～4 g（精确至0.000 1 g），置于凯氏烧瓶底部，用少量水冲洗附在瓶壁上的试样；加入硫酸10 mL，小心摇匀。瓶口放置一弯颈小漏斗，在可调电炉上缓慢升温至硫酸冒烟，取下；稍冷后加入过氧化氢15 滴，轻轻摇动凯氏烧瓶，加热10 min，取下；稍冷后再加入过氧化氢5 ～10滴，分次消煮，直至溶液呈无色或淡黄色清液，继续加热10 min，除去剩余的过氧化氢。取下凯氏烧瓶，稍微冷却，用少量水冲洗弯颈小漏斗，洗液收入凯氏烧瓶中。将消煮液移入250 mL 容量瓶中，加水定容，用无磷滤纸干过滤到三角瓶中，备用。

1.3 样品测定

1） 磷钼酸喹啉重量法 吸取试样溶液10.00 mL，置于500 mL烧杯中，加入（1+1）硝酸溶液10 mL，用水稀释至100 mL。盖上表面皿，在电炉上加热至沸，取下烧杯，加入喹钼柠酮试剂35 mL，盖上表面皿，在电热板上微沸1 min 或置于近沸水浴中保温至沉淀分层，取出烧杯，用少量水冲洗表面皿，冷却至室温。

用预先在（180±2）℃干燥箱内干燥至恒质量的玻璃坩埚式过滤器抽滤，用倾泻法洗涤沉淀1 ～2次（每次用水约25 mL）。将沉淀全部转移至过滤器中，滤干后再用水洗涤沉淀多次（共用水125 ～150 mL）。将沉淀连同过滤器置于（180±2）℃的干燥箱内干燥45 min，取出移入干燥器内，冷却至室温，称量。计算有效磷（以P2O5计）含量。

2） ICP 法 测定前根据待测元素性质和仪器性能优化并确定氩气流量（0.5 L/min）、观测高度（15.0 mm）、射频发生器功率（1 100 W）、积分时间等测量条件。配制最高质量浓度为100 mg/L 的磷标准系列溶液，用ICP在波长213.618 nm 处测定各标准溶液的发射强度，绘制工作曲线。将试样溶液或稀释一定倍数后的溶液在与标准系列溶液相同的条件下测定相应磷的质量浓度。并计算有效磷（以P2O5计）含量。

1.4 加硝酸水解测定

称取试样0.5 g（精确至0.000 2 g）置于150 mL烧杯中，加水润湿，分别加入（1+1）硝酸溶液10 、20 、30 mL 后于电炉上加热至沸并保持10 min；取下烧杯，待冷却后转移至250 mL 容量瓶中，加水至刻度，摇匀。其他步骤同NY/T 1977—2010中磷钼酸喹啉重量法。

2 结果与分析

2.1 不同检测方法结果对比

分别用磷钼酸喹啉重量法和ICP法测定两种浸提方式所得试液磷含量，测定结果见表1。由表1可知，按NY/T 1977—2010规定的方法浸提时P2O5测定结果明显低于用硫酸-过氧化氢浸提。原因可能是NY/T 1977—2010的检测方法只能检测出正磷酸根形态的磷含量，而硫酸-过氧化氢浸提处理则是把所有形态的磷元素全部转化为正磷酸根形态后得出的结果。两种处理得到的溶液用ICP检测，结果一致，与硫酸-过氧化氢浸提、磷钼酸喹啉重量法测定结果一致。

2.2 精密度分析

用硫酸-过氧化氢浸提法处理样品后，用磷钼酸喹啉重量法平行测定3 次，结果如表2 所示。由表2 可知，3 次测定2 个样品w（P2O5）平均值分别为28.69%和29.12%，相对标准偏差分别为0.11%和0.19%，表明分析结果的精密度良好，符合质控要求。

表2 硫酸-过氧化氢浸提法处理结果的精密度 %

2.3 加硝酸水解测定结果

将样品加硝酸水解后，用磷钼酸喹啉重量法测定磷含量，结果见表3。

表3 相同加热时间不同硝酸加入量磷含量检测结果

由表3可知，在加热时间同为10 min时，加入不同量的硝酸，样品CJ31 测定结果没有明显的差异，而样品CJ33 检测结果随着硝酸加入量的增加不断增大。可能是因为：样品CJ31 中含有的是亚磷酸盐，硝酸加热处理不能使其消解；而样品CJ33 中含有聚磷酸铵，农用聚磷酸铵中磷酸盐为聚合态，其中部分非正磷酸盐不能与喹钼柠酮生成磷钼酸喹啉沉淀，需要通过快速酸解或缓慢水解生成正磷酸盐后方能与喹钼柠酮生成磷钼酸喹啉沉淀。聚磷酸铵转化速率与温度、pH、酶以及金属离子的强度有关［1］，pH 越低，聚磷酸铵水解速率越快［5］。

3 结论

硫酸-过氧化氢浸提法能准确检测出含聚磷酸铵和亚磷酸钾的水溶肥料中的总磷含量，且检测结果与ICP法一致，测定的精密度和准确度均符合要求，可以作为这类水溶肥料中总磷含量的常规检测方法。采用硝酸溶液加热水解处理，对于含聚磷酸盐的肥料有一定效果，但不能完全测出总磷含量。

为了适应水溶肥料市场的发展，建议相关部门修改NY/T 1977—2010标准中五氧化二磷的测定方法，对于含聚磷酸铵和亚磷酸钾的水溶肥料增加硫酸-过氧化氢浸提步骤。