淺析離子色譜法測(cè)定土壤中水溶性硫酸鹽

龐利蘋(píng) 李廣磊

摘 要：離子色譜法測(cè)定土壤中水溶性硫酸鹽是用去離子水提取土壤中的硫酸鹽，提取液經(jīng)慢速定量濾紙過(guò)濾后，用容量瓶定容至一定體積，樣品溶液經(jīng)離子色譜儀進(jìn)行分析測(cè)試，根據(jù)樣品溶液中硫酸根離子的濃度計(jì)算出土壤中水溶性硫酸鹽的含量。該文利用離子色譜法對(duì)土壤中水溶性硫酸鹽進(jìn)行分析，介紹了離子色譜儀的色譜條件及相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟。該方法操作簡(jiǎn)便、快速、可靠。

關(guān)鍵詞：離子色譜法；土壤；硫酸鹽

中圖分類(lèi)號(hào)：O657 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

硫酸鹽在自然界中分布廣泛，在土壤中常以微溶或不溶的礦物鹽形式存在。硫酸鹽能改變土壤pH值，造成土壤的酸堿度失衡，影響植物根系對(duì)其他礦物鹽和微量元素的吸收，也直接影響植物對(duì)硫元素的吸收和利用。測(cè)定土壤中硫酸鹽含量對(duì)確定鹽土類(lèi)型以及改良利用土壤都具有重要的意義。有文獻(xiàn)介紹重量法、EDTA容量法、陽(yáng)離子交換法和硫酸鋇比濁法測(cè)定硫酸根離子，但硫酸鋇比濁法精密度較差，另外3種方法操作煩瑣冗長(zhǎng)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

DX-120型離子色譜儀：色譜柱Shodex IC SI-90 4E、陰離子抑制器、電導(dǎo)檢測(cè)器；土壤前處理器具：木錘、土壤粉碎機(jī)、研缽、樣品篩（2 mm、0.25 mm）等；FA2004N電子天平；振蕩器；真空抽濾裝置等。

1.2 試劑

實(shí)驗(yàn)用水為電阻率≥18 MΩ·cm（25 ℃），并經(jīng)過(guò)0.22 ?m微孔濾膜過(guò)濾的去離子水。碳酸鈉（Na2CO3）、碳酸氫鈉（NaHCO3）、無(wú)水硫酸鈉（Na2SO4）等所用試劑均為符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)級(jí)純?cè)噭?/p>

1.2.1 硫酸根標(biāo)準(zhǔn)貯備液

ρ（SO42-）=1 000 mg/L。準(zhǔn)確稱(chēng)取1.4792 g無(wú)水硫酸鈉溶于適量水中，全量轉(zhuǎn)入1 000 mL容量瓶，用水稀釋定容至標(biāo)線，混勻。亦可購(gòu)買(mǎi)市售有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

1.2.2 硫酸根標(biāo)準(zhǔn)使用液

移取50.00 mL硫酸根標(biāo)準(zhǔn)貯備液（1.2.1）于250 mL容量瓶中，用水稀釋定容至標(biāo)線，混勻。配制成濃度為200 mg/L的SO42-標(biāo)準(zhǔn)使用液。

1.3 試樣制備方法

1.3.1 土壤樣品的制備

采來(lái)的土壤樣品應(yīng)及時(shí)進(jìn)行風(fēng)干。將土壤樣品仔細(xì)挑去石塊、根莖等雜物，平鋪在干凈的濾紙上，攤成薄層放于室內(nèi)陰涼通風(fēng)處風(fēng)干，并經(jīng)常翻動(dòng)加速干燥。風(fēng)干后的樣品過(guò)2 mm篩，用四分法縮分土樣制得一份約為200 g的樣品。過(guò)0.25 mm篩，進(jìn)一步縮分約10 g的試樣。將試樣放在適合的容器中，在不超過(guò)40 ℃下干燥，直至試樣每隔4 h稱(chēng)重的質(zhì)量差應(yīng)小于0.1 %（m/m），并于干燥器內(nèi)冷卻。

1.3.2 試料的制備

稱(chēng)取10.0 g試樣于250 mL聚乙烯瓶中，加入50.0 mL水，以1︰5土水比提取水溶性硫酸鹽，擰緊瓶蓋，置于振蕩器上，在20 ℃～25 ℃下以150 r·min-1～200 r·min-1震蕩提取16 h。將提取液置于離心管中，經(jīng)離心分離后，將上清液傾出，定容待測(cè)。

1.3.3 空白試驗(yàn)

不加入試樣，按照1.3.2相同步驟制備空白試料。

1.4 實(shí)驗(yàn)與分析方法

1.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別準(zhǔn)確移取0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、5.00 mL、10.0 mL、15.0 mL、20.0 mL濃度為200 mg/L的硫酸根標(biāo)準(zhǔn)使用液（1.2.2）置于一組100 mL容量瓶中，用水稀釋定容至標(biāo)線，混勻。配制成0.00 mg·L-1、2.00 mg·L-1、4.00 mg·L-1、10.0 mg·L-1、20.0 mg·L-1、30.0 mg·L-1、40.0 mg·L-1硫酸根標(biāo)準(zhǔn)系列?？筛鶕?jù)被測(cè)樣品的濃度確定合適的標(biāo)準(zhǔn)系列濃度范圍。按其濃度由低到高的順序依次注入離子色譜儀，使用電導(dǎo)檢測(cè)器，淋洗液采用1.8 mmol·L-1碳酸鈉和1.7 mmol·L-1碳酸氫鈉混合溶液，流速為1.2 mL·min-1，柱溫25 ℃，進(jìn)樣體積20 ?L。記錄峰面積（或峰高），以硫酸根離子的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，以峰面積（或峰高）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.2 試樣測(cè)定方法

按照與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的色譜條件，將提取的試樣（1.3.2）經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過(guò)濾，注入離子色譜儀測(cè)定硫酸根濃度，以保留時(shí)間定性，儀器響應(yīng)值定量。測(cè)得試樣中硫酸根離子的濃度，同時(shí)測(cè)定空白試料中硫酸鹽的含量，計(jì)算土壤樣品中硫酸鹽的含量。

注：如果測(cè)定結(jié)果超出標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍，應(yīng)將樣品用實(shí)驗(yàn)用水稀釋處理后重新測(cè)定，同時(shí)記錄樣品稀釋倍數(shù)（f）。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)果計(jì)算

硫酸鹽（mg·kg-1）=ρ×V×f/m

式中：ρ—試樣溶液中硫酸根離子的質(zhì)量濃度，mg·L-1；f—稀釋倍數(shù)；m—土壤樣品的質(zhì)量，g；V—浸出液的定容體積，mL。

2.2 準(zhǔn)確度及精密度分析

該方法以保留時(shí)間定性，以峰面積定量，得到回歸方程為y=198366x-42768，相關(guān)系數(shù)R2=0.9996。采用該方法對(duì)土壤樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率測(cè)定，平行測(cè)定6次，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，加標(biāo)回收率為95.6 %～99.2 %，加標(biāo)前土壤樣品測(cè)定值相對(duì)偏差為1.8 %，加標(biāo)后樣品測(cè)定值相對(duì)偏差為1.3 %，說(shuō)明該方法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度。

2.3 方法比對(duì)分析

利用該方法和環(huán)境保護(hù)部標(biāo)準(zhǔn)方法《土壤水溶性和酸溶性硫酸鹽的測(cè)定重量法》（HJ 635—2012）對(duì)同一土壤樣品進(jìn)行測(cè)定，各平行測(cè)定6次，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，采用離子色譜法和重量法分別對(duì)同一土壤樣品進(jìn)行測(cè)定，相對(duì)偏差為1.1 %。

3 結(jié)論

綜上，離子色譜法測(cè)定土壤中水溶性硫酸鹽是可行的。該方法簡(jiǎn)便易行，精密度、準(zhǔn)確度良好。目前大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證《土壤 水溶性和酸溶性硫酸鹽的測(cè)定 重量法》（HJ 635—2012），但是在實(shí)際操作中，重量法比較煩瑣，而離子色譜法則比較簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)室可對(duì)此進(jìn)行方法確認(rèn)。

參考文獻(xiàn)

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