西部环境教育部重点实验室

Smartchem200 样品前处理步骤

土壤提取物、植物提取物中的总氮含量

1 适用范围

1.1 此方法适用于土壤提取物、植物提取物中总氮的检测。

1.2 此方法适用于0-6mg/L N浓度范围。

2 方法原理(半微量凯氏定氮法)

通过消化程序,将游离氨和有机氮、氮转化成硫酸铵(NH4)2SO4形式。氨、水杨酸盐和次氯酸盐(氨与次氯酸反应生成氯胺T,氯胺T与水杨酸盐反应),生成一个与氨浓度成正比的蓝色物质。加入硝普钠增加显色程度。缓冲溶液中酒石酸钾钠可消除或减少钙离子、镁离子的干扰。蓝色络合物在660nm处有吸收。

3 前处理

土壤样品消解:称取通过100目筛子的风干土壤样品 0.5g100mL消煮管中,加lg催化剂,用少量水水润湿后,加浓硫酸5mL摇匀,瓶口上加一个小漏斗,在消煮炉上375加热消煮3小时,冷却后取下漏斗。

将消煮液用水少量多次冲洗到100mL容量瓶中,待冷却后加水定容,摇匀,静置过夜。

次日,小心从100ml容量瓶中吸取上层澄清液5ml,注入25ml容量瓶定量待测。同时做样品空白(所用试剂相同,但不加土样,同时消煮得空白消煮液)。

催化剂:K2SO4:CuSO4.5H2O:Se=100:10:1,研磨后80号筛子

植物样品消解:称取植物样品0.2000g100mL刻度消煮管中,先用水湿润样品,再加浓硫酸5mL,摇匀,在消煮炉中120消解,期间加23次过氧化氢,每次加510(注意:添加双氧水必须把消煮管取出冷却)。消解后冷却,定容至500mL,澄清或过滤后溶液待测。同时消煮样品空白。澄清或过滤后溶液可供全氮、磷、钾分析。

以上两个消解过程中硫酸浓度约为0.36mol/L(1/2H2SO4),消解过程酸损失忽略。

注意:手工或者自动配制标样的过程中,稀释液为 1%的硫酸。

4 试剂和标准溶液的配制

探针清洗液量取1mL探针清洗液浓缩液溶解2L水中,摇匀。

试剂TNA:称取20g氢氧化钠[NaOH]26.8g七水磷酸氢二钠[Na2HPO4·7H2O]50g酒石酸钾钠[KOCO(CHOH)2COONa·4H2O]溶解600mL水中,完全溶解后用水定容1L使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。

试剂TNB:水杨酸钠溶液,称取150g水杨酸钠[2-HOC6H4CONa]溶解到约400mL水中,用水稀释定容至500mL。反转5次混匀。用快速滤纸过滤水杨酸钠溶液,储存于深棕色的玻璃试剂瓶中。该溶液需每周更新一次。使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。

试剂TNC:二氯异氰尿酸钠溶液:准确称0.2g二氯异氰尿酸钠[C3Cl2N3O3Na],溶解到50mL水中,用水定容到100mL。该试剂需要每日更新,现用现配。使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。或者吸取6mL活性氯含量大于5%的次氯酸钠溶液稀释到100mL使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。

试剂TND:硝普钠溶液:称取0.4g硝普钠[Na2Fe(CN)5NO·2H2O]溶解到约40mL水中并用水稀释定容50mL反转5次混匀,转移并储存到深棕色玻璃试剂瓶。每隔两天更新一次。使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。

标准储备液(60mg/L)称取大约1g氯化铵NH4Cl放到烘箱中105烘干1小时,将烘干后的无水氯化铵放到干燥器中冷却至室温,称0.2293g无水氯化铵溶解200mL1%的硫酸中,用1%的硫酸定容到1L

标准母液(6mg/L):量取10mL标准储备液,用1%的硫酸定容到100mL

比色杯清洗液量取50mL比色清洗液浓缩液[Westco Part Number 3AS-RN00-20]加入到约700mL水中并用水稀释定容至1L,反转5次混匀。在室温下保存。


土壤提取物、植物提取物中的总磷含量

1 适用范围

1.1 此方法适用于土壤提取物、植物提取物中总磷的检测。

1.2 此方法适用于0-1mg/L0-2mg/L0-5mg/L P浓度范围。

2 方法原理

磷在酸性条件下与钼酸铵(或同时存在酒石酸锑钾)反应生成淡黄色的磷钼酸铵复合物。再用还原剂抗坏血酸还原生成深蓝色的钼蓝。于880nm波长处测定吸光度计算磷的浓度。此方法中只有正磷酸盐才能形成蓝色化合物,多磷酸盐(和一些有机磷复合物)可以通过硫酸人工水解转化成正磷酸盐。有机磷可以通过过硫酸盐的消解转化成正磷酸盐。采用不同的前处理方法,将需要测定的磷形态转化成正磷酸盐形式进行测定。

3 前处理

土壤样品消解:称取通过100目筛子的风干土壤样品 0.5g100mL消煮管中,用少量水润湿后,加浓硫酸5mL摇匀,再加高氯酸10滴,摇匀。瓶口上加一个小漏斗,在消煮炉上380加热消煮45分钟,冷却后取下漏斗。

将消煮液用水少量多次冲洗到100mL容量瓶中,待冷却后加水定容,摇匀,静置过夜。

次日,小心从100ml容量瓶中吸取上层澄清液5ml,注入25ml容量瓶定量待测。同时做样品空白(所用试剂相同,但不加土样,同时消煮得空白消煮液)。

植物样品消解:称取植物样品0.2000g100mL刻度消煮管中,先用水湿润样品,再加浓硫酸5mL静置30分钟,再加12滴高氯酸,摇匀,在消煮炉中180消解30分钟,消解炉自动升温到280℃,消解30-60分钟,取出消煮管观察消解液是否为白色,如消解颜色较深,将消煮管取下冷却后,再加23滴高氯酸,继续消煮直到消解液为白色,澄清或过滤后溶液可供全氮、磷、钾分析。

以上两个消解过程中硫酸浓度约为0.36mol/L(1/2H2SO4),消解过程酸损失忽略。

注意:手工或者自动配制标样的过程中,稀释液为 1%的硫酸。

4 试剂和标准溶液的配制

探针清洗液:称取1g十二烷基硫酸钠Amresco品牌,Biotechnology Grade溶解到1L去离子水中,可根据需要按照比例配制。

试剂TPA:称取1g十二烷基硫酸钠溶解到1L去离子水中。

注意:用的是十二烷基硫酸钠,而不是十二烷基磺酸钠,而且必须是分析纯。

酒石酸锑钾溶液(0.3%):称取0.3g的半水合酒石酸锑钾(北京化学试剂公司,分析纯)K(SbO)C4H4O6·1/2H2O100mL容量瓶里,加入50mL的试剂水溶解,并用试剂水定容至100mL。将溶液储存于棕色玻璃瓶中,4避光保存。

试剂TPB14.3mL浓硫酸(北京化工厂,分析纯)溶于70mL蒸馏水中,加入0.6g四水钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O] (国药集团化学试剂有限公司,分析纯)0.3%的酒石酸锑钾溶液5mL,溶解,用试剂TPA定容至100mL

试剂TPB26.4mL浓硫酸溶于70mL蒸馏水中,加入0.6g四水钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]0.3%的酒石酸锑钾溶液5mL,溶解,用试剂TPA定容至100mL

试剂TPB37.6mL浓硫酸溶于70mL蒸馏水中,加入0.6g四水钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]0.3%的酒石酸锑钾溶液5mL,溶解,用试剂TPA定容至100mL

试剂TPC0.88g抗坏血酸[C6H8O6](国药集团化学试剂有限公司,分析纯)溶于50mL蒸馏水中。

标准储备液 (100mg/L P)称量0.4386g磷酸二氢钾(国药集团化学试剂有限公司,分析纯)溶解到500mL 1%的硫酸中,用1%的硫酸定容到1L

标准母液 (1mg/L):量取1mL 100mg/L标准储备液,用1%的硫酸定容到100mL

标准母液 (2mg/L):量取2mL 100mg/L标准储备液,用1%的硫酸定容到100mL

标准母液 (5mg/L):量取5mL 100mg/L标准储备液,用1%的硫酸定容到100mL

比色杯清洗液:加入50mL比色清洗液[Westco Part Number 3AS-RN00-20]到约700mL水中并用水稀释定容至1L,反转5次混匀。在室温下保存。


植物样品消解步骤

1. 0.2g植物样品 融湿-5ml硫酸-炭化30min以上

2. 380℃消解10min-取下管子冷却

3. 15滴(或0.5ml)双氧水-

4. 加热15min-取下管子冷却后加10滴(或0.5ml)双氧水-15min-重复...-

5. 清亮后继续消解10min除过量的双氧水-

6. 消解完冷却定容


土壤提取物中的氨(Ammonia)含量

1 适用范围

1.1 此方法适用于土壤提取物中氨的检测。

1.2 此方法适用于0.01-2.0mg/L0.01-5.0mg/L0.01-10.0mg/L NH3-N浓度范围。

2 方法原理

氨与碱性酚反应,再与次氯酸盐生成靛酚蓝。颜色的深浅与氨的浓度成正比关系。可以通过加入硝普钠增加显色程度。

3 前处理过程

浸提称取相当于5.00g干土的新鲜土样(若是风干土,过10号筛)准确到0.01g,置于200mL三角瓶中,加入2mol/L氯化钾溶液25mL,塞紧塞子,在振荡机上振荡45min用滤纸过滤悬浊液,滤液承接于100ml三角瓶中,如无法当天测试,将滤液储存在冰箱中备用。

4 试剂和标准溶液的配制

配制试剂用水蒸馏水或去离子水。

苯酚钠溶液称取8g氢氧化钠[(CASRN1310-73-2)]溶解到125mL水中,待溶液温度降至室温,加入20.75g苯酚[C6H5OH(CASRN 108-95-2)]溶解,用水稀释定容250mL。避光保存在黑棕色的玻璃瓶里,溶液能稳定2周。

次氯酸钠溶液:每日新鲜配制。用水稀释25mL含有5.25% NaClO(CASRN 7681-52-9)次氯酸钠溶液到50mL,反转5次混匀。使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。

注意:次氯酸钠溶液本身成分不固定,使用时要注意次氯酸钠的使用期。超过储存期的不能使用,此实验中主要关注溶液中有效氯离子的浓度。

乙二胺四乙酸二钠(EDTA)(5%)称取25g二水合乙二胺四乙酸二钠[C10H14N2Na2O8•2H2O(CASRN 6381-92-6)]3粒氢氧化钠溶解到约450mL水中用水稀释定容500mL反转5次混匀。使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。

注意:如果样品为海水或含盐量高的样品,4.4 EDTA溶液替换成4.4.1酒石酸钾钠溶液对分析更加适合。

10%的酒石酸钾钠:90mL水中加入100g四水合酒石酸钾钠[KOCO(CHOH)2COONa·4H2O(CASRN 6381-59-5)]。加入2粒氢氧化钠和一些瓷片,微沸45分钟。盖好,冷却至室温情况下并用水稀释定容至1L。用硫酸调节pH5.2±0.05。将溶液放置在阴凉静置过夜,然后过滤。使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。

硝普钠溶液称取0.075g二水合硝普钠[Na2Fe(CN)5NO·2H2O(CASRN 13755-38-9)]溶解50mL水中,用水定容到100mL反转5次混匀。保存在棕色玻璃瓶里。溶液应该每周更新。使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。

2mol/L KCl溶液称取149.1g氯化钾(KCl分析)解到500mL水中,用水稀释定容到1L

标准储备液称取大约1g氯化铵[NH4Cl(CASRN 12125-02-9)]放到烘箱中105烘干1小时,将烘干后的无水氯化铵放到干燥器中冷却至室温,称0.3819g无水氯化铵溶解到200mL2mol/L KCl溶液,用2mol/L KCl溶液定容到1L。配制成100ppm NH3标准母液。

标准母液 (2mg/L5mg /L10mg/L)2mg/L NH3标准母液:量取2mL标准储备液(4.7),用2mol/L KCl溶液定容到100mL5mg/L NH3标准母液:量取5mL标准储备液(4.7),用2mol/L KCl溶液定容到100mL10mg/L NH3标准母液:量取10mL标准储备液(4.7),用2mol/L KCl溶液定容到100mL

比色清洗液

量取50mL比色清洗液浓缩液[Westco Part Number 3AS-RN00-20]加入到约700mL水中并用水稀释定容至1L,反转5次混匀。在室温下保存。

针清洗液量取0.5mL探针清洗液浓缩液[Westco Part Number 3AS-RN00-21]加入1L水中反转5次混匀在室温下保存。


土壤提取物中的硝氮含量(硫酸肼法)

1 适用范围

1.1 此方法适用于土壤提取物中硝氮的检测。

1.2 此方法适用于0.02-10.0mg/L NO3-N浓度范围。

2 方法原理

在一定的条件下,硝酸盐通过硫酸肼还原成亚硝酸盐。在酸性条件下,亚硝酸盐首先与磺胺重氮化,再与N-1-盐酸奈乙二胺偶合,生成紫红色的偶氮染料,在550520nm的波长下比色测量。

3 前处理过程

浸提:称取相当于5.00g干土的新鲜土样(若是风干土,过10号筛)准确到0.01g,置于200mL三角瓶中,加入2mol/L KCl溶液25mL,塞紧塞子,在振荡机上振荡45min,用滤纸过滤悬浊液,将滤液储存在冰箱中备用。

4 试剂和标准溶液的配制

配制试剂用水:蒸馏水或去离子水。

硫酸铜储备液:称0.075g五水硫酸铜[CuSO4·5H2O(CASRN 7758-99-8)]溶解50mL水中,用水定容到100mL

0.15N氢氧化钠(R1):称0.6g氢氧化钠溶解50mL水中,用水定容到100mL此试剂作为试剂1使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。

硫酸肼溶液(HYDR):称0.5g硫酸肼溶解到约50mL水中,加入1mL硫酸铜储备液(4.2),用水定容到100mL。此试剂作为试剂2

显色试剂量取20mL 85%磷酸[H3PO4(CASRN 7664-38-2)]溶解到约100mL水中,放冷至室温,然后溶解2.0g磺胺[4-NH2C6H4SO2NH2(CASRN 63-74-1)],然后加入0.05g N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸盐[C10H7NHCH2CH2HN2·2HCl(CASRN 1465-25-4)]并溶解用水定容200mL反转5次混匀。用棕色玻璃瓶或塑料容器在4℃条件下保存。溶液可以保存数周。使用前向试剂瓶中加入2-3滴探针清洗液浓缩液摇匀即可。此试剂作为试剂3

2mol/L KCl溶液:称取149.1g氯化钾(KCl分析)解到500mL水中,用水稀释定容到1L

硝酸钾标准溶液(硝酸盐)

1) 标准储备液100mg/L (N)

准确称取0.7218g硝酸钾用2mol/L KCl溶液溶解,用2mol/L KCl溶液(4.6)稀释定容1L,此溶液相当于100mg/L N,存放于冰箱中每月更换。

2) 标准母液

量取10mL 100mg/L标准储备液,用2mol/L KCl溶液(4.6)稀释定容到100mL。存放于冰箱中可保存2周。

比色杯清洗液量取50mL比色杯清洗液浓缩液[Westco Part Number 3AS-RN00-20]加入到约700mL水中并用水稀释定容至1L,反转5次混匀。在室温下保存。

探针清洗液量取0.5mL探针清洗液浓缩液[Westco Part Number 3AS-RN00-21]加入1L水中反转5次混匀在室温下保存。


土壤有机质测定方法(参考土壤农化分析,南京农学院主编)

1原理

在加热的条件下,用过量的重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7H2SO4)溶液,来氧化土壤有机质中的碳,Cr2O7等被还原成Cr+3,剩余的重铬酸钾(K2Cr2O7)用硫酸亚铁(FeSO4)标准溶液滴定,根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量,再乘以常数1.724,即为土壤有机质量

2.试剂:

0.4N重铬酸钾—硫酸溶液:称取研细的化学纯的重铬酸钾(三级)40g,溶解子600ml蒸馏水中(必要时可加热),待完全溶解后加水稀释至1L(用容量瓶量1L蒸馏水,以保证合适水酸比),将溶液移入2L大烧杯中。缓缓加入浓硫酸1000m1(未打开的浓硫酸2瓶)于K2Cr2O7溶液中,硫酸加入水中会大量放热,为避免溶液急剧升温,每加约100ml硫酸就稍停片刻,过程中不断搅动,并将大烧杯入在盛有冷水的盆内降温。配好的溶液冷却备用。冬天可以稍微多加50ml水,以防止重铬酸钾结晶。

重铬酸钾的基准溶液:准确称取分析纯K2Cr2O7 (1303小时)9.807g600ml烧杯中,慢慢加入浓H2S04100m1,搅拌溶解,将溶液全部洗入1000ml容量瓶中定容备用。此溶液浓度C1/6 K2Cr2O70.2000mol/L

0.2N硫酸亚铁溶液(C1:称取硫酸亚铁56g,溶解于600ml水中,加H2S04 20ml,搅拌均匀,然后加水定容至1L,贮存于棕色瓶中。

此溶液易受空气氧化,使用时必须每天标定一次准确浓度。标定方法:准确浓度以重铬酸钾基准溶液标定之,即准确分别吸取二份重铬酸钾基准溶液各20ml250ml三角瓶中,加入邻啡罗琳指示剂4,然后用0.2N FeSO4滴定至终点,根据硫酸亚铁溶液的消耗量,计算出FeSO4的准确浓度C2c2=C1*V1/V2C1:重铬酸钾标准溶液浓度0.2V1:吸取重格酸钾标准溶液浓度20V2:滴定时所耗硫酸亚铁溶液体积)。

邻啡罗琳指示剂:称取分析纯邻啡罗琳1.490g,硫酸亚铁0.7g,溶于100m1水中,(必要时可加热完全溶解)。此时试剂与FeSO4形成红棕色络合物,指示剂易变质贮于棕色滴瓶中。

3操作步骤

准确称取通过100目筛的风干土样0.2g(植物0.02g)于消煮管, 用移液管准确加入0.4N重铬酸钾硫酸溶液10ml180度消煮7min,取出冷却。冷却后,将试管内容物用60-70ml蒸馏水(分3-4次)转入250ml三角瓶中,滴入邻啡罗琳指示剂4滴,用0.2N硫酸亚铁滴定,溶液的变色过程是橙黄,蓝绿,砖红色即为终点。酸式滴定管(架子)

每一批样品测定的同时,进行二个空白试验。

4计算

V0:空白耗0.2N硫酸亚铁毫升数。V:滴定土样耗硫酸亚铁毫升数。0.003:1个毫克当量碳的克数;1.1:为氧化校正系数;

土壤有机质%=土壤有机碳%×1.7241.724:为有机碳换算成有机质的平均换算系数)。

土壤有机质测量时土壤称重参考值

TN

土壤称重

有机质含量

土壤称重

低于2mg/g

0.4-0.5g

2%以下

0.4-0.5g

2-5mg/g

0.2g

2-7%

0.2-0.3

5-8mg/g

0.1

7-10%

0.1

8mg/g以上

0.1g

10-15%

0.05

                        20ml重铬酸钾的硫酸溶液

注意事项:1)此方法适用范围:土壤有机质含量在15%以下;2)如果试样滴定所用硫酸亚铁标准的亳升数不到空白标定所耗硫酸亚铁标准溶液毫升数的1/3,就应减少土壤称样量,重新做;3)误差:有机质含量小于1%,误差约0.05%;含量为1-4%时,误差约0.1%;含量4-7%时,误差约0.3%;含量10%以上,误差约0.5%.


水、土壤提取物植物提取物中的速效磷含量

1适用范围

1.1 此方法适用于水、土壤提取物植物提取物中磷酸盐的检测。

1.2 此方法适用于0-1mg/L0-2mg/L0-5mg/L P-PO4浓度范围。

2方法原理

磷在酸性条件下与钼酸铵(或同时存在酒石酸锑钾)反应生成淡黄色的磷钼酸铵复合物。再用还原剂抗坏血酸还原生成深蓝色的钼蓝。于880nm波长处测定吸光度,计算磷的浓度。

此方法中只有正磷酸盐才能形成蓝色化合物,多磷酸盐(和一些有机磷复合物)可以通过硫酸人工水解,转化成正磷酸盐。有机磷可以通过过硫酸盐的消解转化成正磷酸盐。

采用不同的前处理方法,将需要测定的磷形态转化成正磷酸盐形式,进行测定。

3干扰

1在海水中,几倍于磷含量的铜、铁、或硅酸盐不会对测试结果产生干扰,但过高浓度的铁可以产生沉淀并造成磷的流失。铁离子的干扰可以用硫酸氢盐消除。

2盐含量在5-20%间的样品其磷测试结果将比其实际含量低1%左右。

3砷酸盐的测定类似于磷的测定,当砷酸盐的浓度高于磷的时候要考虑是否会对结果产生干扰。但在海水中一定浓度的砷酸盐不会对结果产生干扰。砷酸盐的干扰可以用硫酸氢盐消除。

4分析磷的时候,样品必须过滤以除浊度产生的干扰。总磷或水解磷的过滤应该在消解之后进行,在磷吸收样品颜色在光度计中的吸收会对结果产生影响。

5方法的干扰还可能由于试剂水、试剂、玻璃器皿或其他样品处理器皿中含有污染物。

4样品前处理

称取过20目筛的风干土样2.5g,(精确到0.001g)于150mL三角瓶中,加入50mL浓度为0.5mol/LNaHCO3,再加一勺活性碳,振荡45min,立即用无磷滤纸过滤,滤游承于100ml三角瓶中。土壤中一般含量为30mg/kg左右;水、土比例为201溶解42.0g NaHCO3800ml水中,以0.5N NaOH溶液调节pH值至8.5,

碳酸氢钠浸提剂0.5mol/L,称取42.0g碳酸氢钠,加水溶解并稀释至近1000mL,如溶液pH不在8.5,则用2mol/L氢氧化钠溶液调节pH8.5,再加水稀释至1000mL,即为样品浸提液。

5 试剂和标准溶液的配制

针洗液1g 十二烷基硫酸钠溶液SDS(进口,Amresco品牌,或Sigma品牌,日本或者欧洲产)溶解于2000mL蒸馏水中,摇匀。

试剂PO4A1g十二烷基硫酸钠溶液SDS(进口,Amresco品牌,或Sigma品牌,日本或者欧洲产)溶解于1000mL蒸馏水中,摇匀。

酒石酸锑钾溶液(0.3%)称取0.3g的半水合酒石酸锑钾,[K(SbO)C4H4O6·1/2H2O]100mL容量瓶里,加入50mL的试剂水溶解,并用试剂水定容至100mL。将溶液储存于棕色玻璃瓶中,4避光保存。

试剂PO4B8.5mL浓硫酸溶于70mL蒸馏水中,加入0.6g四水钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]0.3%的酒石酸锑钾溶液5mL,溶解,用试剂PO4A定容至100mL

试剂PO4C0.88g抗坏血酸(C6H8O6)溶于50mL蒸馏水中。

6标样制备

储备标样的制备200mg P/L

磷酸二氢钾

0.8772g

蒸馏水

1000mL

  标准母液 (5mg/L):量取2.5mL标准储备液,用定容到100mL

比色杯清洗液:加入50mL比色清洗液[Westco Part Number 3AS-RN00-20]到约700mL水中并用水稀释定容至1L,反转5次混匀。在室温下保存。