氟化銨交換—差量法測(cè)定土壤陽(yáng)離子交換總量

王龍山++韓張雄++王曦婕

摘要：采用氟化銨作為交換液，將土壤樣品中可交換陽(yáng)離子鉀、鈉、鈣、鎂、鋁等離子交換出來(lái)，交換10 min后進(jìn)行過(guò)濾分離，吸取濾液10 mL到凱氏瓶，加入過(guò)量NaOH蒸餾，將多余的銨根離子轉(zhuǎn)化為氨氣，用硼酸吸收液吸收，稀鹽酸滴定，根據(jù)銨根離子的減少量計(jì)算土壤中陽(yáng)離子交換總量。該方法可操作性強(qiáng)，且操作流程短，精密度RSD值小于4.5%，相對(duì)誤差RE小于7%，可滿足土壤樣品中陽(yáng)離子交換量的分析要求。

關(guān)鍵詞：氟化銨交換液；差量法；凱氏滴定；土壤陽(yáng)離子交換量（CEC）；大批量樣品檢測(cè)；高效新方法

中圖分類號(hào)： S151.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）10-0318-02

收稿日期：2013-12-22

基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)（國(guó)土資源）科研專項(xiàng)（編號(hào)：201311096-02）；陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所總工基金（編號(hào)：2013-01）。

作者簡(jiǎn)介：王龍山 （1963—），男，陜西大荔人，高級(jí)工程師，主要從事化學(xué)分析檢測(cè)方面的研究。Tel：（029）87851540。

通信作者：韓張雄，博士，工程師，主要從事土壤化學(xué)與植物逆境培育風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的研究。E-mail：han10260@163.com。土壤中陽(yáng)離子交換量（CEC）是評(píng)價(jià)土壤肥力、土壤緩沖性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)[1]，是改良土壤和合理施肥的重要依據(jù)[2]。在地球化學(xué)評(píng)價(jià)過(guò)程中，多目標(biāo)評(píng)價(jià)也是必做項(xiàng)目。土壤中陽(yáng)離子交換量的測(cè)定有多種方法，一般采用乙酸銨多次交換-蒸餾滴定[3]、EDTA-乙酸銨交換-蒸餾中和滴定[4-5]等方法，以上方法在測(cè)試過(guò)程中準(zhǔn)確度好，所以在分析少量樣品的時(shí)，一般會(huì)被廣泛使用，但由于其在離子交換的過(guò)程中引入了較多的銨離子，銨離子被土壤膠體吸附后不易被無(wú)水乙醇洗去，所以需要多次清洗，這樣增加了試驗(yàn)流程，不宜用于大量生態(tài)地球化學(xué)樣品的分析。隨著先進(jìn)儀器的使用，有人利用氯化鋇交換-ICP-OES法測(cè)定土壤中陽(yáng)離子交換量[6]，雖然可以提高檢測(cè)速率，但其較高的檢出限使得檢測(cè)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差。本研究利用氟化銨（NH4F）作為交換劑，可使Ca2+、Mg2+等離子生成沉淀，而較易置換的K+、Na+等也可被NH3+離子置換，進(jìn)入土壤溶液。因此，通過(guò)一定的置換時(shí)間，只需1次交換作用就能將土壤中絕大部分陽(yáng)離子完全交換，而不需多次交換洗滌，置換剩余的NH3+用稀鹽酸滴定，根據(jù)銨離子的減少量求出陽(yáng)離子交換量的值，有效地提高了檢測(cè)速率，也增加了準(zhǔn)確度。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)儀器及設(shè)備

感量為0.000 1 g的分析天平，150 mL塑料瓶，定量濾紙，凱式蒸餾裝置，往復(fù)振蕩器。

1.2試驗(yàn)試劑及標(biāo)準(zhǔn)配制

2.2方法的準(zhǔn)確度

對(duì)5個(gè)有效態(tài)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按樣品分析的方法進(jìn)行方法準(zhǔn)確度結(jié)果試驗(yàn)。從表2可以看出，本研究各值的相對(duì)誤差RE均小于7%，本方法準(zhǔn)確度滿足DD2005—03《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求（試行） 》[7]對(duì)土壤中陽(yáng)離子交換總量的測(cè)定要求。

從表2結(jié)果可以看出，本試驗(yàn)方法測(cè)定結(jié)果與用乙酸銨多次交換-蒸餾滴定法（標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值時(shí)所用方法）測(cè)定結(jié)果基本一致，并且只要操作仔細(xì)認(rèn)真，浸提液濃度選擇合適，分析結(jié)果可以滿足大部分酸性、中性及堿性土壤樣品中陽(yáng)離子交換總量的質(zhì)量要求。

3討論

本法試驗(yàn)嘗試采用一次交換法測(cè)定土壤中的陽(yáng)離子交換量，方法可操作性強(qiáng)，對(duì)5個(gè)有效態(tài)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果檢測(cè)速度快，精密度、準(zhǔn)確度高，重現(xiàn)性好，適用于大批量地球化學(xué)樣品分析中的土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]張琪，方海蘭，黃懿珍，等. 土壤陽(yáng)離子交換量在上海城市土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 土壤，2005，37（6）：679-682.

[2]張彥雄，李丹，張佐玉，等. 兩種土壤陽(yáng)離子交換量測(cè)定方法的比較[J]. 貴州林業(yè)科技，2010，38（2）：45-49.

[3]LY/T 1243—1999森林土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定[S]. 北京：國(guó)家林業(yè)局，1999.

[4]杜森，高祥照. 土壤分析技術(shù)規(guī)范[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[5]李尋意. 土壤陽(yáng)離子交換量測(cè)定方法的比較研究[J]. 分析測(cè)試通報(bào)，1988，4（4）：51-52.

[6]陳芝桂，唐興敏，陳萍. ICP-OES法測(cè)定土壤中的陽(yáng)離子交換總量（CEC）[J]. 資源環(huán)境與工程，2012，26（1）：84-86.

[7]DD2005—03生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求（試行）[S]. 北京：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，2005.

摘要：采用氟化銨作為交換液，將土壤樣品中可交換陽(yáng)離子鉀、鈉、鈣、鎂、鋁等離子交換出來(lái)，交換10 min后進(jìn)行過(guò)濾分離，吸取濾液10 mL到凱氏瓶，加入過(guò)量NaOH蒸餾，將多余的銨根離子轉(zhuǎn)化為氨氣，用硼酸吸收液吸收，稀鹽酸滴定，根據(jù)銨根離子的減少量計(jì)算土壤中陽(yáng)離子交換總量。該方法可操作性強(qiáng)，且操作流程短，精密度RSD值小于4.5%，相對(duì)誤差RE小于7%，可滿足土壤樣品中陽(yáng)離子交換量的分析要求。

關(guān)鍵詞：氟化銨交換液；差量法；凱氏滴定；土壤陽(yáng)離子交換量（CEC）；大批量樣品檢測(cè)；高效新方法

中圖分類號(hào)： S151.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）10-0318-02

收稿日期：2013-12-22

基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)（國(guó)土資源）科研專項(xiàng)（編號(hào)：201311096-02）；陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所總工基金（編號(hào)：2013-01）。

作者簡(jiǎn)介：王龍山 （1963—），男，陜西大荔人，高級(jí)工程師，主要從事化學(xué)分析檢測(cè)方面的研究。Tel：（029）87851540。

通信作者：韓張雄，博士，工程師，主要從事土壤化學(xué)與植物逆境培育風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的研究。E-mail：han10260@163.com。土壤中陽(yáng)離子交換量（CEC）是評(píng)價(jià)土壤肥力、土壤緩沖性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)[1]，是改良土壤和合理施肥的重要依據(jù)[2]。在地球化學(xué)評(píng)價(jià)過(guò)程中，多目標(biāo)評(píng)價(jià)也是必做項(xiàng)目。土壤中陽(yáng)離子交換量的測(cè)定有多種方法，一般采用乙酸銨多次交換-蒸餾滴定[3]、EDTA-乙酸銨交換-蒸餾中和滴定[4-5]等方法，以上方法在測(cè)試過(guò)程中準(zhǔn)確度好，所以在分析少量樣品的時(shí)，一般會(huì)被廣泛使用，但由于其在離子交換的過(guò)程中引入了較多的銨離子，銨離子被土壤膠體吸附后不易被無(wú)水乙醇洗去，所以需要多次清洗，這樣增加了試驗(yàn)流程，不宜用于大量生態(tài)地球化學(xué)樣品的分析。隨著先進(jìn)儀器的使用，有人利用氯化鋇交換-ICP-OES法測(cè)定土壤中陽(yáng)離子交換量[6]，雖然可以提高檢測(cè)速率，但其較高的檢出限使得檢測(cè)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差。本研究利用氟化銨（NH4F）作為交換劑，可使Ca2+、Mg2+等離子生成沉淀，而較易置換的K+、Na+等也可被NH3+離子置換，進(jìn)入土壤溶液。因此，通過(guò)一定的置換時(shí)間，只需1次交換作用就能將土壤中絕大部分陽(yáng)離子完全交換，而不需多次交換洗滌，置換剩余的NH3+用稀鹽酸滴定，根據(jù)銨離子的減少量求出陽(yáng)離子交換量的值，有效地提高了檢測(cè)速率，也增加了準(zhǔn)確度。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)儀器及設(shè)備

感量為0.000 1 g的分析天平，150 mL塑料瓶，定量濾紙，凱式蒸餾裝置，往復(fù)振蕩器。

1.2試驗(yàn)試劑及標(biāo)準(zhǔn)配制

2.2方法的準(zhǔn)確度

對(duì)5個(gè)有效態(tài)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按樣品分析的方法進(jìn)行方法準(zhǔn)確度結(jié)果試驗(yàn)。從表2可以看出，本研究各值的相對(duì)誤差RE均小于7%，本方法準(zhǔn)確度滿足DD2005—03《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求（試行） 》[7]對(duì)土壤中陽(yáng)離子交換總量的測(cè)定要求。

從表2結(jié)果可以看出，本試驗(yàn)方法測(cè)定結(jié)果與用乙酸銨多次交換-蒸餾滴定法（標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值時(shí)所用方法）測(cè)定結(jié)果基本一致，并且只要操作仔細(xì)認(rèn)真，浸提液濃度選擇合適，分析結(jié)果可以滿足大部分酸性、中性及堿性土壤樣品中陽(yáng)離子交換總量的質(zhì)量要求。

3討論

本法試驗(yàn)嘗試采用一次交換法測(cè)定土壤中的陽(yáng)離子交換量，方法可操作性強(qiáng)，對(duì)5個(gè)有效態(tài)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果檢測(cè)速度快，精密度、準(zhǔn)確度高，重現(xiàn)性好，適用于大批量地球化學(xué)樣品分析中的土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]張琪，方海蘭，黃懿珍，等. 土壤陽(yáng)離子交換量在上海城市土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 土壤，2005，37（6）：679-682.

[2]張彥雄，李丹，張佐玉，等. 兩種土壤陽(yáng)離子交換量測(cè)定方法的比較[J]. 貴州林業(yè)科技，2010，38（2）：45-49.

[3]LY/T 1243—1999森林土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定[S]. 北京：國(guó)家林業(yè)局，1999.

[4]杜森，高祥照. 土壤分析技術(shù)規(guī)范[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[5]李尋意. 土壤陽(yáng)離子交換量測(cè)定方法的比較研究[J]. 分析測(cè)試通報(bào)，1988，4（4）：51-52.

[6]陳芝桂，唐興敏，陳萍. ICP-OES法測(cè)定土壤中的陽(yáng)離子交換總量（CEC）[J]. 資源環(huán)境與工程，2012，26（1）：84-86.

[7]DD2005—03生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求（試行）[S]. 北京：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，2005.

摘要：采用氟化銨作為交換液，將土壤樣品中可交換陽(yáng)離子鉀、鈉、鈣、鎂、鋁等離子交換出來(lái)，交換10 min后進(jìn)行過(guò)濾分離，吸取濾液10 mL到凱氏瓶，加入過(guò)量NaOH蒸餾，將多余的銨根離子轉(zhuǎn)化為氨氣，用硼酸吸收液吸收，稀鹽酸滴定，根據(jù)銨根離子的減少量計(jì)算土壤中陽(yáng)離子交換總量。該方法可操作性強(qiáng)，且操作流程短，精密度RSD值小于4.5%，相對(duì)誤差RE小于7%，可滿足土壤樣品中陽(yáng)離子交換量的分析要求。

關(guān)鍵詞：氟化銨交換液；差量法；凱氏滴定；土壤陽(yáng)離子交換量（CEC）；大批量樣品檢測(cè)；高效新方法

中圖分類號(hào)： S151.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）10-0318-02

收稿日期：2013-12-22

基金項(xiàng)目：公益性行業(yè)（國(guó)土資源）科研專項(xiàng)（編號(hào)：201311096-02）；陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)研究所總工基金（編號(hào)：2013-01）。

作者簡(jiǎn)介：王龍山 （1963—），男，陜西大荔人，高級(jí)工程師，主要從事化學(xué)分析檢測(cè)方面的研究。Tel：（029）87851540。

通信作者：韓張雄，博士，工程師，主要從事土壤化學(xué)與植物逆境培育風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面的研究。E-mail：han10260@163.com。土壤中陽(yáng)離子交換量（CEC）是評(píng)價(jià)土壤肥力、土壤緩沖性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)[1]，是改良土壤和合理施肥的重要依據(jù)[2]。在地球化學(xué)評(píng)價(jià)過(guò)程中，多目標(biāo)評(píng)價(jià)也是必做項(xiàng)目。土壤中陽(yáng)離子交換量的測(cè)定有多種方法，一般采用乙酸銨多次交換-蒸餾滴定[3]、EDTA-乙酸銨交換-蒸餾中和滴定[4-5]等方法，以上方法在測(cè)試過(guò)程中準(zhǔn)確度好，所以在分析少量樣品的時(shí)，一般會(huì)被廣泛使用，但由于其在離子交換的過(guò)程中引入了較多的銨離子，銨離子被土壤膠體吸附后不易被無(wú)水乙醇洗去，所以需要多次清洗，這樣增加了試驗(yàn)流程，不宜用于大量生態(tài)地球化學(xué)樣品的分析。隨著先進(jìn)儀器的使用，有人利用氯化鋇交換-ICP-OES法測(cè)定土壤中陽(yáng)離子交換量[6]，雖然可以提高檢測(cè)速率，但其較高的檢出限使得檢測(cè)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏差。本研究利用氟化銨（NH4F）作為交換劑，可使Ca2+、Mg2+等離子生成沉淀，而較易置換的K+、Na+等也可被NH3+離子置換，進(jìn)入土壤溶液。因此，通過(guò)一定的置換時(shí)間，只需1次交換作用就能將土壤中絕大部分陽(yáng)離子完全交換，而不需多次交換洗滌，置換剩余的NH3+用稀鹽酸滴定，根據(jù)銨離子的減少量求出陽(yáng)離子交換量的值，有效地提高了檢測(cè)速率，也增加了準(zhǔn)確度。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)儀器及設(shè)備

感量為0.000 1 g的分析天平，150 mL塑料瓶，定量濾紙，凱式蒸餾裝置，往復(fù)振蕩器。

1.2試驗(yàn)試劑及標(biāo)準(zhǔn)配制

2.2方法的準(zhǔn)確度

對(duì)5個(gè)有效態(tài)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)按樣品分析的方法進(jìn)行方法準(zhǔn)確度結(jié)果試驗(yàn)。從表2可以看出，本研究各值的相對(duì)誤差RE均小于7%，本方法準(zhǔn)確度滿足DD2005—03《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求（試行） 》[7]對(duì)土壤中陽(yáng)離子交換總量的測(cè)定要求。

從表2結(jié)果可以看出，本試驗(yàn)方法測(cè)定結(jié)果與用乙酸銨多次交換-蒸餾滴定法（標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值時(shí)所用方法）測(cè)定結(jié)果基本一致，并且只要操作仔細(xì)認(rèn)真，浸提液濃度選擇合適，分析結(jié)果可以滿足大部分酸性、中性及堿性土壤樣品中陽(yáng)離子交換總量的質(zhì)量要求。

3討論

本法試驗(yàn)嘗試采用一次交換法測(cè)定土壤中的陽(yáng)離子交換量，方法可操作性強(qiáng)，對(duì)5個(gè)有效態(tài)國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，其結(jié)果檢測(cè)速度快，精密度、準(zhǔn)確度高，重現(xiàn)性好，適用于大批量地球化學(xué)樣品分析中的土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]張琪，方海蘭，黃懿珍，等. 土壤陽(yáng)離子交換量在上海城市土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 土壤，2005，37（6）：679-682.

[2]張彥雄，李丹，張佐玉，等. 兩種土壤陽(yáng)離子交換量測(cè)定方法的比較[J]. 貴州林業(yè)科技，2010，38（2）：45-49.

[3]LY/T 1243—1999森林土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定[S]. 北京：國(guó)家林業(yè)局，1999.

[4]杜森，高祥照. 土壤分析技術(shù)規(guī)范[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.

[5]李尋意. 土壤陽(yáng)離子交換量測(cè)定方法的比較研究[J]. 分析測(cè)試通報(bào)，1988，4（4）：51-52.

[6]陳芝桂，唐興敏，陳萍. ICP-OES法測(cè)定土壤中的陽(yáng)離子交換總量（CEC）[J]. 資源環(huán)境與工程，2012，26（1）：84-86.

[7]DD2005—03生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求（試行）[S]. 北京：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，2005.