分光光度法測(cè)定土壤陽(yáng)離子交換量的影響因素及方法優(yōu)化

摘要：樣品空白、土壤ｐＨ 值、浸提方法、有機(jī)質(zhì)含量等是影響三氯化六氨合鈷浸提 － 分光光度法測(cè)定土壤陽(yáng)離子交換量的重要因素。 本文通過影響因素的方法比對(duì)，得出測(cè)定結(jié)果的差異，優(yōu)化檢測(cè)過程，為土壤中陽(yáng)離子交換量的檢測(cè)提供方法依據(jù)。

    土壤陽(yáng)離子交換量是土壤中膠體所能吸附各種陽(yáng)離子的總量，陽(yáng)離子交換量的大小代表了土壤可保持的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量，即土壤保肥性的高低，是表征土壤保肥能力的重要指標(biāo)。 土壤陽(yáng)離子交換性能對(duì)于研究污染物的環(huán)境行為有重大意義，它能調(diào)節(jié)土壤溶液的濃度，保證土壤溶液成分的多樣性，因而保證了土壤溶液的“ 生理平衡”。

    目前，測(cè)定土壤有效態(tài)陽(yáng)離子交換量有多種檢測(cè)方法，常用的測(cè)定方法為乙酸銨法，該方法測(cè)定土壤陽(yáng)離子交換量時(shí)前處理時(shí)樣品需要反復(fù)浸提離心并進(jìn)行滴定，操作繁瑣、耗時(shí)長(zhǎng)、工作強(qiáng)度大，若交換、洗滌、蒸餾等過程不完全，尤其是洗滌時(shí)存在樣品損失的可能，土壤樣品批量分析缺乏優(yōu)勢(shì)，分析過程中需要多次轉(zhuǎn)移和稀釋溶液，方法的系統(tǒng)誤差和不確定度較大，需要大量的乙醇溶液反復(fù)淋洗，試劑種類多且消耗量大。而三氯化六氨合鈷浸提－分光光度法有實(shí)驗(yàn)操作相對(duì)簡(jiǎn)便、分析速度快、批量處理樣品數(shù)量多、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)行業(yè)。 2017年環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了《土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定 三氯化六氨合鈷浸提－分光光度法》（HJ889－2017），本文通過對(duì)樣品空白、土壤pH值、浸提方法等影響檢測(cè)結(jié)果的因素進(jìn)行分析比對(duì)，提出實(shí)驗(yàn)優(yōu)化條件，為檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠提供方法依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)部分

試劑和材料

去離子水、1.66cmol／L三氯化六氨合鈷溶液、慢速定量濾紙、玻璃注射器及針式過濾頭（0.45μｍ 和0.22μｍ）、100ｍｌ 具密封蓋的圓底塑料離心管等。

儀器設(shè)備

土壤篩（孔徑2ｍｍ10目尼龍篩）、紫外可見分光光度計(jì)（上海美析儀器有限公司，配備10ｍｍ 光程石英比色皿）、Ｌ530型醫(yī)用離心機(jī)（湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司）、GH－100型回旋振蕩器（北京國(guó)環(huán)高科自動(dòng)化技術(shù)研究院）、SI－234型電子天平（丹佛儀器有限公司，感量為0.0001ｇ）、79－1磁力加熱攪拌器（金壇市科析儀器有限公司）、雷磁 JB－1A 攪拌器（上海精密科學(xué)儀器）。

樣品來源

本次研究樣品選用5種濃度的國(guó)家有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和3種實(shí)際樣品，見表1。按照HJ／ T166采集3個(gè)實(shí)際樣品，每個(gè)樣品采集1份，裝入布袋，采樣量2kg。

樣品的制備

制備2種空白樣品，用于分析空白樣對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。一種用3.5000ｇ 純水代替土壤在離心管中加入50ｍL 三氯化六氨合鈷溶液，為標(biāo)準(zhǔn)方法空白樣；另一種在離心管中加入50.00ｍL 三氯化六氨合鈷溶液，作為優(yōu)化方法空白樣。

實(shí)際樣品制備：將風(fēng)干樣品過 2ｍｍ 尼龍篩，充分混勻。 稱取3.5ｇ 混勻后的樣品，置于100ｍL 離心管中，加入50.0ｍL三氯化六氨合鈷溶液，旋緊離心管密封蓋，置于振蕩器上，在（20±2） ℃條件，按樣品提取方法進(jìn)行樣品振蕩，振蕩頻率200次／min，振蕩 60min，使土壤浸提液混合物在振蕩過程中保持懸浮狀態(tài)，以4000／min 離心10min，收集上清液24ｈ內(nèi)完成分析。

樣品pH值調(diào)節(jié)

樣品提取前，先將加入浸提液的土壤樣品進(jìn)行初步振蕩或磁力攪拌，稍靜置后測(cè)定上清液pH值，若溶液pH值為酸性，使用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至中性或堿性，作為優(yōu)化方法，不對(duì)浸提液的土壤樣品pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，為標(biāo)準(zhǔn)方法。

樣品浸提方法

采用水平振蕩、磁力攪拌與水平振蕩相結(jié)合的2種提取方式，用于比較2種提取方法對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。 水平振蕩方法：將加入三氯化六氨合鈷溶液的樣品離心管，水平放置于振蕩器中進(jìn)行水平振蕩，為標(biāo)準(zhǔn)提取方法。 磁力攪拌與水平振蕩相結(jié)合的方法：在離心管中加入相同規(guī)格質(zhì)量的磁力攪拌子，以 ２ 個(gè)離心管作為一對(duì)，確保配重一致，對(duì)加入三氯化六氨合鈷溶液的樣品進(jìn)行磁力攪拌，將離心管放置于振蕩器中進(jìn)行水平振蕩，根據(jù)浸提液懸浮狀態(tài)再次結(jié)合磁力攪拌，作為優(yōu)化提取方法。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

分別量取三氯化六氨合鈷溶液于10.0ｍL比色管中， 用去離子水定容至標(biāo)線，配制成0.000、0.166、0.498、0.830、1.16、1.49 cmol／Ｌ的濃度點(diǎn)，在475nm和380nm 處用10ｍｍ石英比色皿測(cè)定吸光度，以濃度（cmol／Ｌ）和吸光度建立標(biāo)準(zhǔn)曲線。

結(jié)論

通過對(duì)土壤陽(yáng)離子交換量結(jié)果產(chǎn)生影響的因素進(jìn)行分析研究，優(yōu)化了三氯化六氨合鈷浸提－ 分光光度法分析陽(yáng)離子交換量過程中的各個(gè)前處理步驟，選取50.00ｍｌ 三氯化六氨合鈷溶液作為實(shí)驗(yàn)室空白樣品，酸性土在提取前需使用氫氧化鈉溶液將土壤浸提液 ｐＨ 值調(diào)節(jié)為中性或堿性，采用磁力攪拌與水平振蕩相結(jié)合的方法進(jìn)行提取，離心處理的浸提液經(jīng)慢速定量濾紙過濾后，比較樣品與空白在380ｎｍ 處吸光度值，當(dāng)吸光度差值超過0.020時(shí)進(jìn)行吸光度校正計(jì)算最終結(jié)果，以上優(yōu)化后的方法可為開展土壤陽(yáng)離子交換量的檢測(cè)提供參考。

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