分光光度法测定土壤阳离子交换量的影响因素及方法优化

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分光光度法测定土壤阳离子交换量的影响因素及方法优化摘要：样品空白、土壤ｐＨ 值、浸提方法、有机质含量等是影响三氯化六氨合钴浸提 － 分光光度法测定土壤阳离子交换量的重要因素。 本文通过影响因素的方法比对，得出测定结果的差异，优化检测过程，为土壤中阳离子交换量的检测提供方法依据。    土壤阳离子交换量是土壤中胶体所能吸附各种阳离子的总量，阳离子交换量的大小代表了土壤可保持的养分数量，即土壤保肥性的高低，是表征土壤保肥能力的重要指标。 土壤阳离子交换性能对于研究污染物的环境行为有重大意义，它能调节土壤溶液的浓度，保证土壤溶液成分的多样性，因而保证了土壤溶液的“ 生理平衡”。    目前，测定土壤有效态阳离子交换量有多种检测方法，常用的测定方法为乙酸铵法，该方法测定土壤阳离子交换量时前处理时样品需要反复浸提离心并进行滴定，操作繁琐、耗时长、工作强度大，若交换、洗涤、蒸馏等过程不完全，尤其是洗涤时存在样品损失的可能，土壤样品批量分析缺乏优势，分析过程中需要多次转移和稀释溶液，方法的系统误差和不确定度较大，需要大量的乙醇溶液反复淋洗，试剂种类多且消耗量大。而三氯化六氨合钴浸提－分光光度法有实验操作相对简便、分析速度快、批量处理样品数量多、处理效率高等优点，广泛应用于生态环境监测行业。 2017年环境保护部发布了《土壤阳离子交换量的测定 三氯化六氨合钴浸提－分光光度法》（HJ889－2017），本文通过对样品空白、土壤pH值、浸提方法等影响检测结果的因素进行分析比对，提出实验优化条件，为检测结果的准确可靠提供方法依据。实验部分试剂和材料去离子水、1.66cmol／L三氯化六氨合钴溶液、慢速定量滤纸、玻璃注射器及针式过滤头（0.45μｍ 和0.22μｍ）、100ｍｌ 具密封盖的圆底塑料离心管等。仪器设备    土壤筛（孔径2ｍｍ10目尼龙筛）、紫外可见分光光度计（上海美析仪器有限公司，配备10ｍｍ 光程石英比色皿）、Ｌ530型医用离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）、GH－100型回旋振荡器（北京国环高科自动化技术研究院）、SI－234型电子天平（丹佛仪器有限公司，感量为0.0001ｇ）、79－1磁力加热搅拌器（金坛市科析仪器有限公司）、雷磁 JB－1A 搅拌器（上海精密科学仪器）。样品来源本次研究样品选用5种浓度的国家有证标准物质和3种实际样品，见表1。按照HJ／ T166采集3个实际样品，每个样品采集1份，装入布袋，采样量2kg。样品的制备    制备2种空白样品，用于分析空白样对测定结果的影响。一种用3.5000ｇ 纯水代替土壤在离心管中加入50ｍL 三氯化六氨合钴溶液，为标准方法空白样；另一种在离心管中加入50.00ｍL 三氯化六氨合钴溶液，作为优化方法空白样。实际样品制备：将风干样品过 2ｍｍ 尼龙筛，充分混匀。 称取3.5ｇ 混匀后的样品，置于100ｍL 离心管中，加入50.0ｍL三氯化六氨合钴溶液，旋紧离心管密封盖，置于振荡器上，在（20±2） ℃条件，按样品提取方法进行样品振荡，振荡频率200次／min，振荡 60min，使土壤浸提液混合物在振荡过程中保持悬浮状态，以4000／min 离心10min，收集上清液24ｈ内完成分析。样品pH值调节    样品提取前，先将加入浸提液的土壤样品进行初步振荡或磁力搅拌，稍静置后测定上清液pH值，若溶液pH值为酸性，使用氢氧化钠溶液调节pH值至中性或碱性，作为优化方法，不对浸提液的土壤样品pH值进行调节，为标准方法。样品浸提方法采用水平振荡、磁力搅拌与水平振荡相结合的2种提取方式，用于比较2种提取方法对测定结果的影响。 水平振荡方法：将加入三氯化六氨合钴溶液的样品离心管，水平放置于振荡器中进行水平振荡，为标准提取方法。 磁力搅拌与水平振荡相结合的方法：在离心管中加入相同规格质量的磁力搅拌子，以 ２ 个离心管作为一对，确保配重一致，对加入三氯化六氨合钴溶液的样品进行磁力搅拌，将离心管放置于振荡器中进行水平振荡，根据浸提液悬浮状态再次结合磁力搅拌，作为优化提取方法。标准曲线的建立分别量取三氯化六氨合钴溶液于10.0ｍL比色管中， 用去离子水定容至标线，配制成0.000、0.166、0.498、0.830、1.16、1.49 cmol／Ｌ的浓度点，在475nm和380nm 处用10ｍｍ石英比色皿测定吸光度，以浓度（cmol／Ｌ）和吸光度建立标准曲线。结论通过对土壤阳离子交换量结果产生影响的因素进行分析研究，优化了三氯化六氨合钴浸提－ 分光光度法分析阳离子交换量过程中的各个前处理步骤，选取50.00ｍｌ 三氯化六氨合钴溶液作为实验室空白样品，酸性土在提取前需使用氢氧化钠溶液将土壤浸提液 ｐＨ 值调节为中性或碱性，采用磁力搅拌与水平振荡相结合的方法进行提取，离心处理的浸提液经慢速定量滤纸过滤后，比较样品与空白在380ｎｍ 处吸光度值，当吸光度差值超过0.020时进行吸光度校正计算最终结果，以上优化后的方法可为开展土壤阳离子交换量的检测提供参考。参考文献：徐锴,周凌雁,魏涛,等.分光光度法测定土壤阳离子交换量的影响因素及方法优化[J].干旱环境监测,2024,38(01):17-22.