农田土壤中铵态氮、硝态氮的测定 流动注射分析法DB22／T 2270-2015.pdf

ICS 65.020.20 B 05 DB22 吉林省地方标准 DB 22/T 22702015 农田土壤中铵态氮、硝态氮的测定 流动注射分析法 Determination of ammonium nitrogen and nitrate nitrogen in agricultural soil Flow injection analysis 2015-02-01发布 2015-03-01实施吉林省质量技术监督局 发布 DB22/T 22702015 I 前 言 本标准按照GB/T 1.1-2009和GB/T 20001.4-2001给出的规则起草。本标准由吉林省农业委员会提出并归口。本标准起草单位：吉林省农业科学院。本标准主要起草人：魏春雁、樊慧梅、杨建、马虹、刘笑笑、仇建飞、何智勇、王莹、张振都、蔡红梅、宋志峰、蔡玉红、牛红红、张之鑫、武巍、张国辉、王巍巍、王丽、孟繁磊、王晓慧、黄璜。DB22/T 22702015 1 农田土壤中铵态氮、硝态氮的测定 流动注射分析法 1 范围 本标准规定了流动注射分析法测定农田土壤中铵态氮、硝态氮含量的原理、试剂和材料、仪器与设备、样品采集保存制备、分析步骤、结果计算、重复性和再现性。本标准适用于农田土壤中铵态氮、硝态氮含量的测定。本标准方法铵态氮、硝态氮的最低检测限均为 0.03 mg/kg。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 HJ 535-2009 水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法 HJ 634-2012 土壤 氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的测定 氯化钾溶液提取-分光光度法 NY/T 52 土壤水分测定法 NY/T 1121.1 土壤检测 第1部分：土壤样品的采集、处理和贮存 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 农田土壤 agricultural soil 用于种植各种粮食作物、蔬菜、水果、纤维和糖料作物、油料作物、花卉、药材、草料等作物的农业用地土壤。3.2 铵态氮 ammonium nitrogen 以铵离子（NH4+）及其盐类或分子态氨（NH3）形态存在的含氮化合物。3.3 硝态氮 nitrate nitrogen 以硝酸根离子（NO3-）及其盐类形态存在的含氮化合物。4 原理 DB22/T 22702015 2 流动注射分析技术是把一定体积的试样溶液注入到一个流动着的，非空气间隔的试剂溶液（或水）载流中，被注入的试样溶液流入反应盘管，形成一个区域，并与载流中的试剂混合、反应，再进入到流通检测器进行测定分析及记录。4.1 铵态氮 土壤试样用氯化钾溶液浸提、过滤，浸提液经流动注射系统时，铵离子在碱性条件下与纳氏试剂络合生成黄色络合物，在 590 nm波长下有最大吸收。交换作用与络合反应式如下：4.2 硝态氮 土壤试样用氯化钾溶液浸提、过滤，浸提液经流动注射系统时，硝酸根被镉柱还原成亚硝酸根，亚硝酸根离子与 4-氨基苯磺酸胺反应生成重氮盐，再与N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸盐偶联生成红色染料，在 540 nm波长下有最大吸收。反应式如下：5 试剂和材料 除非另有注明，本标准所用试剂均为分析纯试剂，水为 GB/T 6682规定的三级水以上。5.1 铵态氮 5.1.1 氯化钾（KCl）：优级纯。5.1.2 氢氧化钠（NaOH）。5.1.3 氯化铵（NH4Cl）：优级纯，于 105 C下烘干 2 h3 h，备用。5.1.4 氯化钾溶液 c（KCl）=1 mol/L：称取 74.55 g氯化钾（5.1.1），用适量水溶解，移入 1000 mL 容量瓶中，用水定容，混匀。5.1.5 氢氧化钠溶液 c（NaOH）=0.5 mol/L：称取10.0 g 氢氧化钠（5.1.2），用无 CO2水溶解，移入 500 mL容量瓶中，用无 CO2水定容，混匀。5.1.6 纳氏试剂（应按 HJ 535-2009中 4.4.2 配制）。土壤胶体K+NH4Cl土壤胶体 NH4+KCl（1）NH4Cl+NaOH NaCl+NH4OH（2）NH4OH+2K2HgI4+3KOH HgOHgNH2I+7KI+3H2O（3）重氮化 2HCl+KNO2+H2N SO3H Cl N SO3H+NaCl+2H2O N（1）Cl N SO3H+2HClH2NH2CH2CH2CHN N H2NH2CH2CH2CHN NN SO3H（2）DB22/T 22702015 3 5.1.7 显色剂：量取 10.0 mL纳氏试剂（5.1.6），加水稀释并定容至 500 mL，混匀，此溶液有效期为24 h。5.1.8 氯化铵标准储备液（NH4Cl）=1000 mg/L：称取 3.819 g氯化铵（5.1.3），用适量水溶解，移入 1000 mL 容量瓶中，用水定容，混匀。4 下避光保存，有效期三个月，或使用有证标准物质。5.1.9 氯化铵标准使用液（NH4Cl）=20 mg/L：量取5.0 mL 氯化铵标准储备液（5.1.8）于250 mL容量瓶中，然后用氯化钾溶液（5.1.4）稀释定容，混匀。用时现配。5.2 硝态氮 5.2.1 氯化钾（KCl）：优级纯。5.2.2 磺胺(4-氨基苯磺酰胺，C6H8N2O2S)。5.2.3 NED（N-(1-萘基)-乙二胺二盐酸盐，C12H14N2 2 HCl）。5.2.4 盐酸（HCl，37%）。5.2.5 磷酸（H3PO4，85%）。5.2.6 亚硝酸钠（NaNO2）：于 105 C 下烘干 2 h3 h，备用。5.2.7 硝酸钠（NaNO3）：于 105 C 下烘干2 h3 h，备用。5.2.8 氯化铵（NH4Cl）：于 105 C 下烘干2 h3 h，备用。5.2.9 氨水（NH4OH）。5.2.10 尿素。5.2.11 亚硝酸试粉。5.2.12 无铵活性炭和无硝态氮活性炭。5.2.13 氯化钾溶液 c（KCl）=1 mol/L：同5.1.4。5.2.14 氯化铵缓冲液：称取85 g氯化铵（5.2.8）溶于500 mL 水中，溶液平衡至室温。加入氨水（5.2.9）约 12 mL，用水稀释，调节 pH 到 8.5，定容至 1000 mL，混匀。5.2.15 磺胺溶液：称取 5.0 g磺胺（5.2.2）溶解在 250 mL 水中，加 25 mL 盐酸（5.2.4），仔细搅拌混合后，移入 500 mL容量瓶中，用水定容，混匀。4 下避光保存，有效期三个月。注：配制此溶液可使用50 mL磷酸（5.2.5）代替25 mL盐酸（5.2.4）。5.2.16 NED 溶液：称取 0.500 g NED（5.2.3）溶于 250 mL水，移入 500 mL 容量瓶中，用水定容，混匀。4 下避光保存，此溶液有效期 7d。5.2.17 硝酸钠标准储备液（NaNO3）=1000 mg/L：称取 6.068 g 硝酸钠（5.2.7），用适量水溶解，移入 1000 mL 容量瓶中，用水定容，混匀。4 下避光保存，有效期三个月，或使用有证标准物质。5.2.18 硝酸钠标准使用液（NaNO3）=20 mg/L：量取 5.0 mL 硝酸钠标准储备液（5.2.17）于 250 mL容量瓶中，然后用氯化钾溶液（5.2.13）稀释定容，混匀。用时现配。6 仪器与设备 6.1 流动注射分析仪：配铵态氮、硝态氮通道和自动进样装置。6.2 天平：感量 0.0001 g、感量 0.001 g、感量 0.01 g。6.3 pH 计。6.4 振荡器：振荡频率可达 180 r/min。6.5 还原镉柱：将硝态氮还原为亚硝态氮，流动注射分析仪配备。6.6 针孔式过滤器：0.45 m，水系。6.7 一般实验室常用仪器和设备。DB22/T 22702015 4 7 样品 7.1 样品的采集 应按照NY/T 1121.1的规定采集样品。7.2 样品的保存 应按照HJ 634-2012中6.2的规定保存样品。7.3 试料制备 将采集后的土壤样品去除杂物，过4 mm样品筛，混匀，制备过程中应防止交叉污染。7.4 浸提液制备 7.4.1 待测浸提液制备 称取20.0 g试料（7.3），于250 mL具塞锥形瓶（或聚乙烯瓶）中，加入100 mL氯化钾溶液（5.2.13），室温下振荡器中振荡1 h。使用中速滤纸过滤，之后采用针孔式过滤器0.45 m（6.6）进行过滤，制得待测浸提液，上机测定。注1：试料（7.3）分成两份，一份用于测定待测组分含量；另一份用于测定水分含量（K），测定方法按照NY/T 52；二者测定需同时进行。注2：如果土壤浸提液由于有机质而有较深的颜色，则可用无铵活性炭和无硝态氮活性炭（5.2.12）除去。注3：土壤中亚硝酸根的干扰：如果亚硝酸根超出了1 mg/L时，一般每10 mL 浸提液中加入20 mg尿素（5.2.10），并放置过夜，以掩蔽亚硝酸根。检查亚硝酸根的方法：可取待测液 5 滴于白瓷板上，加入亚硝酸试粉（5.2.11）0.1 g，用玻璃棒搅拌后，放置 10 min，如有红色出现，即有约 1 mg/L亚硝酸根存在。如果红色极浅或无色，则可省去上述步骤。注4：浸提液需要在 24 h 之内分析完毕，否则应在 4 C下保存，保存时间不超过 7 d。7.4.2 空白浸提液制备 加入100 mL氯化钾溶液（5.1.4）于250 mL具塞锥形瓶（或聚乙烯瓶）中，按照与待测浸提液制备（7.4.1）相同步骤制备空白浸提液。8 分析步骤 8.1 仪器参考条件 进行测定前，参照仪器使用说明书，选择工作条件和制定工作参数（参见附录A）。8.2 标准曲线 8.2.1 铵态氮 分别量取 0.0 mL、0.5 mL、2.5 mL、5.0 mL、10.0 mL、25.0 mL氯化铵标准使用液（5.1.9）于一组100 mL容量瓶中，用氯化钾溶液（5.1.4）定容，混匀，制备标准系列溶液，铵态氮浓度分别为 0.0 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L。此标准溶液用时现配。按仪器参考条件测定，将流动注射分析仪的溶液吸管分别置于氢氧化钠溶液（5.1.5）和显色剂（5.1.7）中，待基线稳定后依次进样测定各标准系列溶液的浓度，仪器自动绘制标准曲线并计算线性回归方程。DB22/T 22702015 5 注：分析前参照仪器使用说明书，调整显色剂吸光度在450 mAU600 mAU范围，检查气体扩散膜的效率，如膜失效立即更换。8.2.2 硝态氮 分别量取 0.0 mL、0.5 mL、2.5 mL、5.0 mL、10.0 mL、25.0 mL硝酸钠标准使用液（5.2.14）于一组100 mL容量瓶中，用氯化钾溶液（5.2.13）定容，混匀，制备标准系列溶液，硝态氮浓度分别为 0.0 mg/L、0.1 mg/L、0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、5.0 mg/L。此标准溶液用时现配。按仪器参考条件测定，将流动注射分析仪的溶液吸管分别置于氯化铵缓冲液（5.2.14）、磺胺溶液（5.2.15）和NED溶液（5.2.16）中，待基线稳定后依次进样测定各标准系列溶液的浓度，仪器自动绘制标准曲线并计算线性回归方程。注：分析前参照仪器使用说明书，检查镉柱还原效率，如效率低应活化，活化后仍未能满足要求时应更换镉柱。8.3 待测浸提液测定 做两份试料的平行测定。取待测浸提液（7.4.1）和相应的标准工作溶液，作单点或多点校准，以峰高定量。标准工作液及试样溶液中的铵态氮、硝态氮响应值均应在仪器检测的线性范围之内。8.4 空白试验 取空白浸提液（7.4.2），按照与待测浸提液测定（8.3）相同步骤测定进行平行操作。9 结果计算 9.1 样品中铵态氮/硝态氮含量按公式（1）和公式（2）进行计算。012HdK mV V+=.(1)式中：V浸提液的体积与土壤中水分的体积之和（mL）；V1浸提液的体积，单位为毫升（mL）；m新鲜试样的质量，单位为克（g）；K新鲜试样含水量，单位为百分数（%）；2HOd 水的密度，1.0 g/mL。nK mV C CWN=)1()(0.(2)式中：WN样品中铵态氮/硝态氮含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；C测定的试料中铵态氮/硝态氮含量，单位为毫克每升（mg/L）；C0测定的空白试料中铵态氮/硝态氮含量，单位为毫克每升（mg/L）；V见公式（1）；m见公式（1）；K见公式（1）；DB22/T 22702015 6 n稀释倍数，浸提总体积/吸取体积。9.2 平行测定结果用算术平均值表示，数值修约按照 GB/T 8170 执行，结果保留到小数点后两位。10 重复性和再现性 10.1 重复性 在重复性条件下，获得的两次平行独立测定结果10.00 mg/kg时，相对偏差应不超过5%；获得的两次平行独立测定结果10.00 mg/kg时，相对偏差应不超过10%。10.2 再现性 在再现性条件下，获得的两次平行独立测定结果10.00 mg/kg时，相对偏差应不超过10%；获得的两次平行独立测定结果10.00 mg/kg时，相对偏差应不超过20%。DB22/T 22702015 7 A A 附 录 A（资料性附录）流动注射分析仪铵态氮、硝态氮测定工作参数 A.1 流动注射分析仪铵态氮、硝态氮测定工作参数 流动注射分析仪铵态氮、硝态氮测定工作参数见表A.1。表A.1 铵态氮、硝态氮测定工作参数 检测 项目 参比 波长 nm 测量 波长 nm 注射 体积 l 注射 时间 s 充满 时间 s 测量 时间 s 样品杯 时间 s 冲洗 时间 s 泵速 r/min 铵态氮 720 590 40 20 30 50 30 20 40 硝态氮 720 540 40 20 40 60 40 20 40 _