超声提取-离子色谱法测定复合肥料中硝态氮的含量
2022-01-08程素艳
刘 静， 程素艳， 邢 展
(河北省产品质量监督检验研究院 河北石家庄 050027)
硝态氮系指硝酸盐中所含的氮元素。其易被作物吸收[1]，可有效抑制土壤酸化，能促进植物对钾、钙、镁元素的吸收[2]，能延长烟草、番茄、辣椒等植物的生长期和采摘期等。很多大规模的复合肥料生产企业在进行复合肥料调配时，在配方中加入了硝态氮的氮源，并在包装袋上标注其含量。国家标准《复合肥料》(GB/T 15063—2020)中对含硝态氮的复合肥料给出了硝态氮最低限值要求，并规定了硝态氮含量的测定方法。
GB/T 15063—2020中列出了4种测定硝态氮的方法，分别为氮试剂重量法(仲裁法)[3]、自动分析仪法[4]、差减法[5]、紫外分光光度法[6]。上述4种方法中，氮试剂重量法和差减法操作步骤烦琐，测试时间长，且试剂、检验过程、人员操作等因素容易引起误差，造成测定结果的重现性较差，不适合日常分析；在硝态氮含量较高时，使用紫外分光光度法测定试样因稀释倍数较大，导致测定结果误差偏大；虽然自动分析仪法能实现在线自动分析，但测试前需配制大量溶液，测定成本较高。
离子色谱法可快速、准确地对无机、有机阴阳离子进行分析，在食品、环境、农业等领域已被广泛应用[7]。本文用离子色谱法实现了复合肥料中硝态氮含量的在线自动测定，与GB/T 15063—2020中列出的4种方法相比，离子色谱法具有自动化程度高、试样前处理简单、分析过程快、测定结果准确等优点。
1 试验部分
1.1 仪器与试剂
Dionex ICS-1100型离子色谱仪，配淋洗液在线发生器、自动进样器、抑制型电导检测器，美国戴安公司；Perfect-12UV型超纯水机，长沙沃恩环保科技有限公司。
试验用水为超纯水，电阻率为18.25 MΩ·cm。
1.2 分析条件
色谱柱：Dionex IonPac AS19(250 mm×4 mm)分析柱，Dionex IonPac AG19(50 mm×4 mm)保护柱；柱温30 ℃；进样体积25 μL；淋洗液为KOH溶液；流速1.0 mL/min；检测方式为电导检测器；抑制电流100 mA，自循环模式；淋洗方式为梯度淋洗，条件见表1。
表1 梯度淋洗条件
1.3 试验方法
1.3.1 样品的制备
按国家标准《复混肥料 实验室样品制备》(GB/T 8571—2008)中的方法，复合肥料样品经缩分、研磨后，制备成粒径≤0.5 mm的颗粒，备用。
1.3.2 样品的前处理及测定
称取一定量粒径≤0.5 mm的复合肥试样，置于250 mL烧杯中，加入约100 mL超纯水，40 ℃超声提取5 min，提取液转移至250 mL容量瓶中，以超纯水定容。用超纯水将试样提取液进行适当稀释，用配有0.22 μm水系滤膜的针头过滤器过滤试样溶液于离子色谱进样瓶中，按色谱条件进行测定。
1.4 样品中硝态氮含量的计算
按式(1)计算样品中硝态氮的质量分数(w)：
(1)
D——稀释倍数；
m——试样质量，g。
2 结果与讨论
2.1 淋洗液浓度的选择
图1 4种阴离子梯度淋洗条件下的色谱图
图标准曲线
2.2 标准曲线
2.3 检出限和定量限
2.4 精密度试验
选取10个硝态氮含量不同的复合肥料样品，按照1.3.2步骤制备试样溶液并进行测定，每个样品平行测定6次，以测定结果的相对标准偏差(RSD)表示[8]方法的精密度，结果见表2。
由表2可知，测定结果的RSD为0.05%～0.17%，说明该方法的精密度良好。
2.5 回收试验
表含量测定结果及RSD(n=6)
表3 加标回收试验结果
2.6 样品测定与方法比较
按试验方法测定10个样品中硝态氮的含量，并与氮试剂重量法测定结果进行比较，结果见表4。
表4 不同方法测定结果的比较 %
由表4可知，离子色谱法与氮试剂重量法测定复混肥料中硝态氮含量的绝对误差不超过0.3%，符合《肥料中硝态氮含量的测定 氮试剂重量法》(GB/T 3597—2002)中对于误差的规定；同时对两种方法所得硝态氮含量数据进行配对法t检验，经计算t=0.926，由t值表查得t0.05，9=2.262，t 此外，差减法、紫外分光光度法只能测定不含有机态氮的复合肥料，而离子色谱法是在对试液中的阴离子进行分离的基础上直接测定复合肥料中的硝态氮含量。因此，与差减法、紫外分光光度法相比，离子色谱法对测定复合肥料中硝态氮含量的普适性更好。 采用离子色谱法对复合肥料中硝态氮的含量进行测定，克服了国家标准方法中步骤烦琐、耗时长、试剂消耗量大等不足，减少了因人员操作引起的结果偏差。方法的精密度较好、准确度较高，测定结果稳定性强、可信度高。本法适用于复合肥料样品的分析，可用于该产品的生产质量控制，也可作为检测其他肥料中硝态氮含量的方法依据和技术基础，具有良好的实际应用与参考价值。3 结语
