生产环境监测-土壤环境监测

土壤样品的采集与制备生产环境与农业投入品检测—1—土壤样品的采集1土壤样品的制备2目录页CONTENTSPAGE—2—1土壤样品的采集采集的原则土壤样品的类型采样点的选择、布点方法及采样数量采样深度、时间及采样量过渡页TRANSITIONPAGE—3—一、土壤样品的采集土壤样品的采集与处理1.采集的目的及原则土壤采集的目的：1.研究土壤的质量及基本性质；2.编制土壤图；3.安全性评价；土壤样品的采集须遵循具有高度代表性、典型性的原则，应做到以下两点:1.做到随机、多点的取样，避免一切主观因素的影响；2.横向比较的样品组应由相同数量的土样组成。同时，应注意防止污染。4.采样点数、深度、时间及采样量3.采样点的选择、布点方法2.土壤样品的类型—4—一、土壤样品的采集土壤样品的采集与处理1.采集的目的及原则根据是否保持原有结构：搅动型样品、原状土样品根据采样点数：单点样品、混合样品4.采样点数、深度、时间及采样量2.土壤样品的类型3.采样点的选择、布点方法—5—一、土壤样品的采集土壤样品的采集与处理1.采集的目的及原则3.采样点的选择、布点方法4.采样点数、深度、时间及采样量采样点的布设既应考虑土壤的全面情况，也要视污染情况和监测目的而定。常用的布设方法有对角线布点法、梅花形布点法、棋盘式布点法、蛇形布点法。2.土壤样品的类型对角线布点法梅花形布点法棋盘式布点法蛇形布点法—6—一、土壤样品的采集土壤样品的采集与处理1.采集的目的及原则采样点数：主要由土壤均一程度决定，一般5-10（或10-20），不少于5个。采样深度：20cm左右耕层土样和耕层以下20-40cm土样（了解土壤污染情况）、土壤剖面层次分层取样（了解土壤污染的垂直分布情况）采样时间：晚秋或早春采样量：一般为1Kg，超出可用四分法缩分4.采样点数、深度、时间及采样量2.土壤样品的类型3.采样点的选择、布点方法—7—2土壤样品的制备目的和意义制备步骤过渡页TRANSITIONPAGE—8—二、土壤样品的制备土壤样品的采集与制备1、目的和意义（1）剔除水分对结果的影响（2）剔除非土壤部分（石头、植物残渣等）对结果的影响（3）使得样品充分混匀，以减少称样误差（4）获得适应不同分析项目要求的不同土壤粒级（5）使样品可以长期保存—9—二、土壤样品的制备土壤样品的采集与制备2、制备步骤风干→挑拣→分选（四分法）→磨细过筛（不同孔径）→装瓶生产环境与农业投入品检测土壤样品的预处理预处理的目的1预处理的方法2目录页CONTENTSPAGE1预处理的目的过渡页TRANSITIONPAGE一、预处理的目的土壤样品的预处理土壤样品的组成是很复杂的，其存在形态往往不符合分析测定的要求，所以在样品分析之前，根据分析项目的不同，首先要对样品进行适当的预处理，以使被测组分适合于测定方法要求的形态、浓度和消除共存组分干扰。2预处理的方法过渡页TRANSITIONPAGE全分解法酸溶浸法形态分析样品的处理方法有机污染物的提取方法二、预处理的方法土壤样品的预处理2.酸溶浸法1.全分解法根据所采用试剂和方法的不同可以分为：（1）普通酸分解法（2）高压密闭分解法（3）微波炉加热分解法以上三种方法适合于大部分元素的提取（4）碱融法碳酸钠熔融法（适合提取氟、钼、钨）和碳酸锂一硼酸、石墨粉坩埚熔样法（适合提取铝、硅、钛、钙、镁、钾、钠等）3.形态分析样品的处理方法4.有机污染物的提取2.酸溶浸法二、预处理的方法土壤样品的预处理1.全分解法酸溶浸法根据所采用试剂和方法的不同可以分为：（1）盐酸—硝酸溶浸法；（2）硝酸一硫酸一高氯酸溶浸法；

本法不适用Pb等元素（易形成难溶性盐）（3）硝酸融浸法；

以上三种方法适合于大部分元素的提取（4）0.1mol/L盐酸融浸法；

适用于Cd、Cu、As的提取4.有机污染物的提取3.形态分析样品的处理方法2.酸融浸法2.酸溶浸法二、预处理的方法土壤样品的预处理4.有机污染物的提取根据所采用试剂和方法的不同可以分为：（1）有效态的溶浸法(DTPA浸提法、0.1mol／LHCl浸提法、水浸提法)，（2）碳酸盐结合态、铁一锰氧化结合态等形态的提取(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态、残余态)。2.酸融浸法1.全分解法3.形态分析样品的处理方法二、预处理的方法土壤样品的预处理根据所采用方法或对象的不同可以分为:（1）振荡提取法（2）超声波提取法（3）索氏提取法

适用于提取土壤中挥发性或半挥发性有机污染物（4）浸泡回流法等3.形态分析样品的处理方法1.全分解法2.酸融浸法4.有机污染物的提取二、预处理的方法土壤样品的预处理振荡提取、超声波提取、浸泡回流法一般适用于难挥发且在溶剂中有较大溶解度的有机污染物的提取，而索氏提取法适用于提取土壤中挥发性或半挥发性有机污染物。有机溶剂的选择原则：根据相似相溶的原理，尽量选择与待测物极性相近的有机溶剂作为提取剂，还需考虑沸点、毒性、价格等因素。3.形态分析样品的处理方法1.全分解法2.酸融浸法4.有机污染物的提取土壤质量锌的测定生产环境与农业投入品检测—1—检测的意义1测定方法2目录页CONTENTSPAGE—2—1检测的意义锌的作用锌超标的危害过渡页TRANSITIONPAGE—3—一、检测的意义土壤质量锌的测定1.锌的作用锌是作物所必需的微量元素，参与生长素的代谢，能促进吲哚乙酸和丝氨酸合成色氨酸，而色氨酸是生长素的前身。作物缺锌时，体内吲哚乙酸合成锐减，生长发育停滞，叶片变小。同时，锌也是蛋白质合成的元素之一，能促进蛋白质代谢，是保持核糖核蛋白结构完整性所必需的元素。锌为谷氨酸脱氢酶的成分，是合成谷氨酸不可缺少的元素。此外，锌可以促进作物的生殖器官发育和提高抗逆性，对生殖器官发育和受精作用都有影响，农作物缺锌时往往会造成开花少、结果不正常等状况。土壤供给锌元素的能力主要取决于土壤有效锌的含量及转化条件。2.锌超标的危害—4—一、检测的意义土壤质量锌的测定1.锌的作用不同作物缺锌表现出的症状：2.锌超标的危害番茄缺锌，失绿，叶片不规则，小叶状柑橘缺锌，叶片小而窄，失绿西瓜缺锌，节短叶卷黄瓜缺锌，叶变黄，外卷—5—一、检测的意义土壤质量锌的测定1.锌的作用2.锌超标的危害但是，需要注意的是：过量的锌会导致作物减产，严重时造成作物绝收，失去自然生产力。农业生产过程中的锌超标除自身土壤组成的因素外，主要来至于含锌的化肥、畜禽粪便、农药等的施用；同时，矿山开采的“三废”排放、城市化进程以及汽车尾气的排放等均会造成土壤中锌的超标。—6—2测定方法常用的测定方法原子吸收分光光度法（NY/T890-2004DTPA浸提法）注意事项过渡页TRANSITIONPAGE—7—二、测定方法土壤质量锌的测定1、常用的测定方法

锌测定的常见方法：（1）二硫腙比色法（2）EDTA滴定法（3）原子吸收分光光度法（4）等离子体发射光谱法等—8—二、测定方法土壤质量锌的测定2、原子吸收分光光度法（NY/T890-2004DTPA浸提法）试样的制备：

土壤样品首先要剔除植物残根、昆虫尸体、石块砖头等杂质，之后要放置在样品盘或者干净的纸上，摊成薄薄一层，置于干净整洁室内的通风处自然风干，严禁暴晒。同时，要注意酸碱等气体以及灰尘的污染。风干过程中，要经常翻动土样并捏碎大块土块加速土壤的风干，并剔除非土壤部分。

如果样品量过多，可用四分法进行缩分。风干后的样品按照不同要求研磨过筛，混合后装入瓶中备用。同时，注意做好标签。—9—二、测定方法土壤质量锌的测定2、原子吸收分光光度法（NY/T890-2004DTPA浸提法）分析步骤：a.有效锌的浸提

准确称取试样10g，置于干净的150ml具塞三角瓶或者塑料瓶中，加入25±2℃DTPA浸提剂20.0ml，在25±2℃下，以180r/min±20r/min的震荡频率震荡2h，立即过滤，滤液留存并在48h内测定。

注：用pH7.3的二乙三胺五乙酸-氯化钙-三乙醇胺（DTPA-CaCl2-TEA）缓冲液作为浸提剂，螯合液提取土壤中有效锌，其中DTPA为螯合剂，氯化钙能防止石灰性土壤中游离碳酸钙的溶解，避免因碳酸钙所包蔽的锌元素释放而产生的影响；三乙醇胺作为缓冲剂，能使溶液pH保持在7.3左右，对碳酸钙溶解也有抑制作用。

—10—二、测定方法土壤质量锌的测定2、原子吸收分光光度法（NY/T890-2004DTPA浸提法）b.空白溶液的制备

除不加试样外，试剂用量与操作步骤同步骤a。c.试样溶液中锌的测定

配制一定浓度的标准溶液系列，根据待测元素性质，结合仪器使用说明书，对波长、狭缝宽度、灯电流、能量等工作条件进行优化，将仪器调至最佳的工作状态。以DTPA浸提液校正仪器零点，采用乙炔-空气火焰，分别测量标准溶液的吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

试样空白与试样的浓度测定与标准曲线的测定方法一致。注：采用DTPA浸提法，使试样中的待测元素全部进入溶液中，在乙炔-空气高温作用下，锌化合物解离为基态原子，该基态原子对特定空心阴极灯发射的特征谱线产生选择性吸收。在选择的最佳测定条件下，测定吸光度并计算浓度。—11—二、测定方法土壤质量锌的测定3、注意事项（1）各玻璃仪器使用前应用10%稀硝酸浸泡2-4h，再用蒸馏水洗涤干净；（2）DPTA浸提法（石灰性土壤）、HCl浸提法（中性、酸性土壤）；（3）DTPA提取是一个非平衡体系提取，用DTPA溶液浸提石灰性土壤中有效锌时，浸提条件必须标准化：即试样盛在150~180ml塑料瓶中，使用往复振荡机，往复振荡180r/min±20r/min，浸提时温度保持在25±2℃，浸提剂的pH值应为7.3，浸提时间为2h，要严格遵守；—12—二、测定方法土壤质量锌的测定2、注意事项（4）样品中含盐类高时，会出现非特征吸收峰，可用背景校正加以克服；（5）加入硝酸镧抑制铁的干扰；（6）待测液浓度高于标准曲线上限时，应注意稀释；（7）测定时，若有试样浓度较高时，在测定下个样品前应吸入蒸馏水冲洗燃烧头后再进行测定，以免影响下个试样的结果。土壤质量镉的测定生产环境与农业投入品检测—1—土壤中镉的来源2镉污染的危害1目录页CONTENTSPAGE镉的测定方法3—2—1镉污染的危害对农作物的危害对人和动物的危害过渡页TRANSITIONPAGE—3—一、镉的危害土壤质量镉的测定1.对农作物的危害2.对人和动物的危害土壤中有效镉,是指以离子状态吸附在带电荷的土壤胶体表面,可被植物吸收利用的镉，与作物生物有良好的相关性,是评价土壤镉污染程度的一个指标,是土壤重金属污染分析常测定的项目。农作物吸收镉后，会影响其生长发育、产量及品质。镉积累到一定量后，农作物通常会出现生长迟缓，植株矮小，退绿，产量下降等症状，甚至造成植株死亡。同时，镉会在农作物中蓄积。退绿植株矮小—4—一、镉的危害土壤质量镉的测定1.对农作物的危害2.对人和动物的危害人和动物主要通过食物链形式摄入、积累镉，过量的镉会对骨骼、肾脏、肝脏、生殖系统等造成损害，甚至还会致畸、致癌，严重危及人类的健康及生命安全。在世界卫生组织确定的优先研究食品污染物中，镉仅次于黄曲霉毒素和砷，被列于第三位。骨痛病致畸—5—2土壤中镉的来源自然形成人为因素引入过渡页TRANSITIONPAGE—6—二、土壤中镉的来源土壤质量镉的测定1、自然形成自然形成的镉主要存在于大自然中的岩石和矿物中，一般来说此类镉不会对人类健康造成危害。镉矿—7—二、土壤中镉的来源土壤质量镉的测定2、人为因素引入（镉污染的主要来源）①工业废气中的镉扩散沉降到土壤中；矿区开发以及电镀、印染、化工等行业排放的含镉废水污染土壤;③农业生产中使用的含有镉的农药和化肥引起的土壤镉污染；④

居民生活引起的土壤镉污染等。—8—3镉的测定方法常用的方法原子吸收分光光度法（GB/T23739-2009）注意事项过渡页TRANSITIONPAGE—9—三、镉的测定方法土壤质量镉的测定1、常用的方法

原子荧光法原子吸收分光光度法双硫腙分光光度法—9—三、镉的测定方法土壤质量镉的测定2、原子吸收分光光度法GB/T23739-2009

原理：DTPA能迅速与镉离子生成水溶性化合物，在特制的空心阴极灯照射下，气态中基态镉原子吸收特定波长的能量而跃迁到较高能级状态，光路中基态原子的数量越多，对其特征辐射能量的吸收就越大，且与该原子的密度成正比，最后根据标准系列进行定量计算。—9—三、镉的测定方法土壤质量镉的测定2、原子吸收分光光度法GB/T23739-2009

试样的制备：

土壤样品首先要剔除植物残根、昆虫尸体、石块砖头等杂质，之后要放置在样品盘或者干净的纸上，摊成薄薄一层，置于干净整洁室内的通风处自然风干，严禁暴晒。同时，要注意酸碱等气体以及灰尘的污染。风干过程中，要经常翻动土样并捏碎大块土块加速土壤的风干，并剔除非土壤部分。

如果样品量过多，可用四分法进行缩分。风干后的样品按照不同要求研磨过筛，混合后装入瓶中备用。同时，注意做好标签。—9—三、镉的测定方法土壤质量镉的测定2、原子吸收分光光度法GB/T23739-2009

操作步骤：①

试液的制备称取5g通过土壤2mm孔径筛的风干土壤样品，置于干燥的100ml具塞三角瓶中，加入25±2℃DTPA浸提剂20.0ml，在25±2℃下，以180r/min的震荡频率震荡2h。取下，离心或干过滤，弃去初滤液。②空白试样的制备采用与①相同的步骤和试剂，每批样品至少做2个以上空白。—9—三、镉的测定方法土壤质量镉的测定2、原子吸收分光光度法GB/T23739-2009

③标准曲线的绘制配制一定浓度的标准溶液系列，根据待测元素性质，结合仪器使用说明书，对波长、狭缝宽度、灯电流、能量等工作条件进行优化，将仪器调至最佳的工作状态。以DTPA浸提液校正仪器零点，采用乙炔-空气火焰，分别测量标准溶液的吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

④结果测定

试样空白与试样的浓度测定与标准曲线的测定方法一致。—10—三、镉的检测方法土壤质量镉的测定3、注意事项

①土壤中有效镉浓度高于0.5mg/kg时，可用火焰法测定；当浓度低于0.5mg/kg时，用石墨炉法测定。各玻璃仪器使用前应用稀硝酸浸泡2-4h，再用蒸馏水洗涤干净。DPTA浸提法（石灰性土壤）、HCl浸提法（中性、酸性土壤）、CaCl2浸提法(酸性、中性、石灰性土壤)待测液浓度高于标准曲线上限时，应注意稀释。测定时，若有样品浓度较高时，在测定下个样品前应吸入蒸馏水冲洗燃烧头后再进行测定，以免影响下个样品的结果。土壤有机质的测定生产环境与农业投入品检测

土壤有机质的作用1土壤有机质测定方法2目录重铬酸钾容量法31土壤有机质的作用土壤有机质作用1.土壤有机质的元素组成：主要元素为C（52-58%）、O（34-39%）、H（3.3-4.8%）和N（3.7-4.1%），其次为P和S，C/N≈10。2.土壤有机质的化合物组成：主要化合物是木质素和蛋白质，其次是半纤维素、纤维素、乙醚和乙醇可溶性化合物（其中木质素和蛋白质高于植物组织，半纤维素和纤维素则明显降低）。3.土壤有机质的存在形态，包括三类物质：（1）分解很少，仍保持原来形态学特征的动植物残体；（2）动植物残体的半分解产物及微生物代谢产物；（3）有机质的分解和合成而形成的较稳定的高分子化合物——腐殖酸类化合物。土壤有机质作用4.土壤有机质含量：变异性大（0.5%~30%)，通常将表层有机质含量高于20%的土壤称为有机质土壤，将表层有机质含量低于20%的土壤称为矿质土壤。5.土壤有机质的作用：

（1）提供土壤微生物活动所需的碳素和能量（2）提供植物生长所需的矿质养分（3）促进土壤养分的有效化（4）提高土壤的保肥供肥性和酸碱缓冲性（5）改善土壤的物理性状2土壤有机质测定方法干烧法、湿烧法灼烧法重铬酸钾容量法（一）干烧法、湿烧法土壤有机质测定方法1.将土样中有机碳高温氧化后，测定释放出的CO2的量（1）原理：►干烧法(高温电炉灼烧)→碱石灰吸收→重量变化（称重）→样品放出CO2→测定CO2体积（TOC仪）►湿烧法(K2Cr2O7氧化)→标准Ba(OH)2溶液吸收→标准酸吸收。采用这两种方法测定土壤有机碳时，也包括了土壤中的无机碳。因此，直接采用这两种方法的前提条件是：土壤无机碳含量可以忽略不计。（一）干烧法、湿烧法土壤有机质测定方法（2）干烧法和湿烧法的优、缺点：优点：能使土壤有机碳全部分解，不受还原物质的影响，可获得准确的结果。缺点：测定时需要用一些特殊的仪器设备，而且很费时间。所以一般实验室都不用，而是采用容量分析法。（二）灼烧法土壤有机质测定方法直接灼烧法在350~400℃下灼烧土壤样品，从灼烧后失去的重量来计算土壤有机质的含量。灼烧失去的重量，包括有机质和化合水的重量。此方法比较粗放，不够精准，所以一般实验室不采用。（三）重铬酸钾容量法土壤有机质测定方法容量法根据具体操作的不同，又分为两种方法：①重铬酸钾稀释热法（水合热法）：►原理：利用浓H2SO4与K2Cr2O7（2:1）溶液迅速混合时所产生的热（温度在120℃左右）来氧化有机碳，过量的K2Cr2O7用标准FeSO4溶液回滴，从消耗的K2Cr2O7的量来计算有机碳量。►优点：操作方便►缺点：有机质氧化程度较低，只有77%；

且受室温变化的影响较大；土壤中氧化还原性物质如，Cl-、Fe2+、Mn2+、S2-、MnO2等，对反应有干扰。（三）重铬酸钾容量法土壤有机质测定方法②重铬酸钾外加热法：►

原理：在外加热条件下（油浴170~180℃，沸腾5分钟），用一定浓度的K2Cr2O7—H2SO4溶液氧化有机碳，过量的K2Cr2O7用标准FeSO4溶液回滴，从消耗的K2Cr2O7的量来计算有机碳量。►

优点：有机质氧化较完全，可达90~95%；且不受室温变化的影响。是标准方法（GB9864-88）。►

缺点：操作较麻烦；

土壤中氧化还原性物质如，Cl-、Fe2+、Mn2+、S2-、MnO2等，对反应有干扰。3重铬酸钾容量法测定土壤有机质原理仪器、试剂操作过程结果结算注意事项（一）原理重铬酸钾容量法测定土壤有机质1.氧化过程的化学反应：2K2Cr2O7＋8H2SO4＋3C2K2SO4＋2Cr2(SO4)3＋3CO2＋8H2O

过量2.回滴过程的化学反应：

K2Cr2O7(剩余)＋6FeSO4＋7H2SO4K2SO4＋Cr2(SO4)3＋3Fe2(SO4)3＋7H2O

氧化剂升温剂邻啡罗啉橙色绿色快到终点时灰绿色砖红色到终点时（二）仪器、试剂重铬酸钾容量法测定土壤有机质电子天平，油浴锅仪器、器皿铁丝笼、锥形瓶硬质试管、小漏斗（二）仪器、试剂重铬酸钾容量法测定土壤有机质试剂0.4mol/L重铬酸钾-硫酸溶液邻菲罗啉指示剂硫酸亚铁石蜡（三）操作过程重铬酸钾容量法测定土壤有机质称取过100目筛的土壤样品0.1-1.0g硬质试管中

加入10.00mL0.4mol/L重铬酸钾-硫酸溶液

轻摇混匀放入铁丝笼盖上小漏斗

放入预先预热180-190℃的油浴锅中保持温度在170-180℃

微沸（液面有大量气泡产生）保持5min取出铁丝笼放在报纸上，冷却用报纸擦拭试管

用蒸馏水洗入三角瓶液体总体积控制在60-70mL加2d邻菲罗啉指示剂硫酸亚铁滴定。颜色变化：橙黄色-蓝绿色-砖红色。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本1.称取过100目筛的土壤样品0.1-1.0g硬质试管中点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本2.向硬质试管中加入10.00mL0.4mol/L重铬酸钾-硫酸溶液重铬酸钾容量法测定土壤有机质点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本3.轻摇混匀放入铁丝笼重铬酸钾容量法测定土壤有机质点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本4.放入预先预热180-190℃的油浴锅中盖上小漏斗保持温度在170-180℃微沸（液面有大量气泡产生）保持5min重铬酸钾容量法测定土壤有机质点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本5.取出铁丝笼放在报纸上，冷却用报纸擦拭试管重铬酸钾容量法测定土壤有机质6.用蒸馏水洗入三角瓶液体总体积控制在60-70mL重铬酸钾容量法测定土壤有机质7.加2d邻菲罗啉指示剂重铬酸钾容量法测定土壤有机质8.硫酸亚铁滴定颜色变化：橙黄色-蓝绿色-砖红色。重铬酸钾容量法测定土壤有机质橙黄色蓝绿色砖红色（四）结果计算土壤有机质含量（g/kg）=c×（V0－V）×0.003×1.10×1.724×1000/mc—硫酸亚铁标准溶液的浓度（mol·L-1）；V0—空白试验所消耗的硫酸亚铁标准溶液的体积（ml）；V—试样测定所消耗的硫酸亚铁的体积（ml）；0.003—1/4碳原子的毫摩尔质量（g）；1.10—氧化校正系数；由于不能完全氧化土壤中的有机碳，只能氧化90%左右的有机碳，所以需要进行氧化率校正。1.724—由有机碳换算成有机质的系数；一般认为有机质中含碳58%，所以换算系数为1.724，也就是1/0.58。m—称取烘干试样的质量，（g）。重铬酸钾容量法测定土壤有机质（五）注意事项重铬酸钾容量法测定土壤有机质（1）土壤中氯化物的存在可使有机质测定结果偏高。因为Cl-也能被K2Cr2O7所氧化，所以必须注意防止氯化物的干扰。（2）水稻土、沼泽土等土壤中含有较多的还原性物质如Fe2+、Mn2+等，它们也能被K2Cr2O7所氧化，使测定结果偏高。（3）消煮温度和时间对分析结果的影响较大。因而，油浴温度要控制好，油浴锅预热温度在天气较冷时可稍高些；沸腾时间要准确记录，从溶液表面开始沸腾时开始计时，沸腾标准要尽可能一致。（4）油浴后的溶液颜色，一般应为黄色或黄中稍带绿色，如果以绿色为主，说明重铬酸钾用量不足，应增加其用量或减少称样量。（5）在滴定时消耗的FeSO4溶液的体积应大于空白用量的1/3，否则，可能氧化不完全，应弃去重做。土壤全氮的测定生产环境与农业投入品检测土壤全氮概述1测定方法评述2开氏法测定土壤全N3目录1土壤全氮概述土壤全氮存在的形态土壤全氮含量（一）土壤全氮存在的形态土壤全氮概述＊有机态N：占90%以上，大多数是腐殖物质态氮,如蛋白质、氨基酸、

氨基糖、腐殖质等。＊无机态N：占1-5%，主要有NH4+-N、NO3--N、NO2--N（少量）

（二）土壤全氮含量土壤全氮概述1.我国大部分耕地土壤全N含量不高，且变幅很大，其范围大约在0.03%~

0.5%。其中：东北黑土0.15%

~0.5%

华北地区0.05%~0.08%

黄土高原和黄淮海平原0.03%~

0.1%

有机质含量很低的砂土

0.03%一般自然土壤明显高于耕作土壤。（二）土壤全氮含量土壤全氮概述2.氮素是作物生长的重要元素之一，土壤中氮素在土壤肥力中起着相当重要的作用。研究表明作物中积累的氮素有50%左右来自土壤，土壤中氮素总量及存在形态与作物生长有着密切的关系。分析土壤全氮含量是评价土壤肥力，拟定合理施用氮素的主要根据。2测定方法评述干烧法湿烧法（一）干烧法测定方法评述基本原理：样品在CO2气流中燃烧（600

C），以Cu+CuO作催化剂，使所有的N都转变成N2，气流通过碱液（浓KOH、NaOH）除去CO2后，测定N2的体积，计算样品全N含量。

Cu+CuONaOH除去CO2

土+CO2N2N2

，600

C优点：结果准确，回收率高。缺点：仪器装置及操作复杂、费时。在土壤N素分析中很少采用。（二）湿烧法测定方法评述湿烧法又称：开氏法基本原理：含N有机物在催化剂作用下，与浓H2SO4高温共煮，使有机N转化成NH4+-N（(NH4)2SO4），然后在碱性溶液中蒸馏出NH3，用H3BO3吸收，再用标准酸溶液直接滴定H3BO3吸收的NH3，根据酸的用量来计算N含量。由于仪器设备简单易得，操作也简便，准确度较高，因此为一般实验室所采用。3开氏法测定土壤全N原理测定条件测定过程（一）原理开氏法测定土壤全N测定步骤：

催化剂+浓H2SO4OH-H3BO3

有机NNH4+NH3

NH4++H2BO3-(+无机N)

H+H3BO3|

样品的消煮

|消煮液中NH4+的定量(蒸馏)|（二）测定条件开氏法测定土壤全N（1）开氏反应1.样品的消煮2.NH4+的测定样品用浓H2SO4高温消煮时，各种含N有机化合物经过复杂的高温分解而转化为NH4+-N的反应。（二）测定条件开氏法测定土壤全N（1）开氏反应特点1.样品的消煮2.NH4+的测定①

浓H2SO4是中强氧化剂，单靠它不能很快完成各类含N有机物的开氏反应，因此需要加入加速剂，以缩短消煮时间。②

开氏反应的氧化还原电位范围较窄，既要把有机C氧化成CO2，又要防止把NH4+氧化成NO3-，因此使用氧化剂要特别注意。③

高温消煮能促进有机质分解，但温度过高则会引起NH4+盐热分解，所以温度不能超过410

C。④有些有机N因抗性大则转化很慢，即使有加速剂，在消煮清亮后也必须再“后煮”一段时间。开氏反应的特点（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）消煮时的反应条件I、增温剂：K2SO4或无水Na2SO4

作用：提高消煮溶液的沸点，加速高温分解过程。消煮温度要求控制在360~410

C，一般用加盐量的多少来控制消煮液温度的高低，按每毫升浓H2SO4中含0.3~0.8g盐。1.样品的消煮2.NH4+的测定①三种加速剂（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）消煮时的反应条件II、催化剂：

Hg、HgO、CuSO4、Se等，其中以Hg、Se催化效率较高，而Cu次之，但使用安全，不易引起N素损失。现多采用Cu-Se混合使用。1.样品的消煮2.NH4+的测定①三种加速剂（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）消煮时的反应条件II、催化剂：现在普遍采用Cu-Se与盐按比例配成的加速剂，它既起到缩短消煮时间，又能防止N素损失的作用。加速剂的比例为：组成

K2SO4(或无水Na2SO4)：CuSO4·5H2O：Se粉重量比100：10

：1按比例混合，研细后使用。1.样品的消煮2.NH4+的测定①三种加速剂（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）消煮时的反应条件III、氧化剂：

有HClO4、KMnO4、K2Cr2O7、H2O2等，其中以HClO4较好，但氧还电位太高，作用很激烈，加入量稍多，极易使N素损失，使结果偏低。K2Cr2O7、KMnO4在消煮时易暴溅，控制不好也易引起N素损失。H2O2较安全，但也要控制量(作植株分析用)。总之，使用上述氧化剂都必须特别小心。1.样品的消煮2.NH4+的测定①三种加速剂（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）消煮时的反应条件加入浓H2SO4的量要考虑土壤有机质类型、含量以及加盐量的多少等因素。

一般是0.5~1.5g（含N约1mg时）加5ml浓H2SO4。加酸的同时要做空白测定，以消除试剂误差。1.样品的消煮2.NH4+的测定②H2SO4用量（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）消煮时的反应条件加热温度在360-410

C，才能使土壤有机N化合物分解完全，也不引起N的损失。

对温度的控制：自动控温器或消煮管中H2SO4蒸汽冷凝回流的高度（在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜）。用小火加热，待瓶内反应缓和时（10～15min），加强火力使消煮的土液保持微沸。1.样品的消煮2.NH4+的测定③加热温度与时间（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）消煮时的反应条件加热时间：控制适当的加热时间可以保证土样中的有机N全部转化为NH4-N，又不致因时间过长而引起N素损失。据全N标准化研究指出：(对半微量开氏法的要求)

当消煮液和土粒全部变为灰白并略带绿色后，再消煮一小时，这1小时叫后煮，其作用是促使土壤中复杂的有机N化合物分解完全，全部转化为NH4+-N。后煮时间的长短取决于土壤有机质的含量、加速剂的种类和用量。根据研究结果看，在360-410

C消煮80-90min，即可得到稳定的测值。1.样品的消煮2.NH4+的测定③加热温度与时间（二）测定条件开氏法测定土壤全N（3）消煮方式（通风橱）1.样品的消煮2.NH4+的测定铝块消煮器、远红外消煮器、封管消煮器（二）测定条件开氏法测定土壤全N（1）原理1.样品的消煮2.NH4+的测定一般用加碱蒸馏的方法从消煮液中分离出NH4+，用滴定法（或电位滴定法）测NH4+，也可用扩散法、比色法、氨电极法。（二）测定条件开氏法测定土壤全N（1）原理1.样品的消煮2.NH4+的测定蒸馏装置图（二）测定条件开氏法测定土壤全N（1）原理1.样品的消煮2.NH4+的测定蒸馏法*

消煮液加碱（NaOH）碱化，使NH4+

NH3

，逸出的NH3可用：（1）标准酸吸收，再用标准碱滴定多余的酸，根据净用酸量计算NH4+的量。（现在用的很少）

（2）现在普遍采用的是用H3BO3溶液吸收NH3，然后用标准酸滴定吸收的NH3。

NH4++OH-=NH3

+H2ONH3+H3BO3=NH4++H2BO3-H++H2BO3-=H3BO3（二）测定条件开氏法测定土壤全N（1）原理1.样品的消煮2.NH4+的测定蒸馏法*

H3BO3中加入混合指示剂溴甲酚绿-甲基红，指示剂的变色范围pH4.2-4.9，酸性时红色，碱性时兰绿色。用H3BO3吸收前，把混合指示剂调到pH4.5，为紫红色（此时正好是滴定终点）。紫红色的H3BO3液收集蒸馏出的NH3后，pH升到8.6，为兰绿色，再用标准酸滴定溶液至紫红色（pH4.5），此时消耗的酸量即为NH3的量。（二）测定条件开氏法测定土壤全N（1）原理1.样品的消煮2.NH4+的测定用H3BO3吸收的优点A、仅用一种标准酸溶液即可测出NH3含量，准确度高；B、H3BO3用量不必准确，只要足够即可，而标准酸的用量要求准确；C、蒸馏时不怕倒吸，如倒吸可再加H3BO3，然后继续蒸馏；D、H3BO3液中加入指示剂，可检查接受瓶是否干净、蒸馏瓶中的碱是否足够。（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）测定NH4+的条件1.样品的消煮2.NH4+的测定①NaOH的用量以保证NH4+全部蒸出为原则，主要是根据加入浓H2SO4的量来计算的。浓H2SO4加入5ml，40%NaOH用量：

36mol/L(1/2H2SO4)5ml=10mol/L(NaOH)VV=18ml实验中一般加20ml10mol/LNaOH。（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）测定NH4+的条件1.样品的消煮2.NH4+的测定如何判断加碱量是否合适，可以根据加碱后的几种现象来判断：

液变混浊，有蓝色絮状沉淀(Cu(OH)2

生成)；溶液变为棕褐色混浊，Cu(OH)2

CuO

；接收瓶中H3BO3液由紫红色

蓝色。

以上说明加碱适量。加碱后（二）测定条件开氏法测定土壤全N（2）测定NH4+的条件1.样品的消煮2.NH4+的测定②空白测定：一般不大于0.40ml。

*注意：蒸馏时馏出液的温度勿超过40

C，以防NH3挥发，注意打开冷凝水。③蒸出液以50ml为宜。（三）测定过程开氏法测定土壤全N（1）称量土壤样品1.0xxxg和混合加速剂1.0g放入消煮管中加硫酸溶液8mL（三）测定过程开氏法测定土壤全N（2）消煮管放入消煮炉中低温加热，消煮管内反应缓和时（约15min）高温加热，灰白带绿后煮1小时（三）测定过程开氏法测定土壤全N（3）加硼酸+指示剂放入锥形瓶中锥形瓶与消煮管放入凯氏定氮仪开始蒸馏（三）测定过程开氏法测定土壤全N（4）盐酸滴定馏出液蓝色到紫红色为滴定终点土壤有效磷的测定生产环境与农业投入品检测

土壤中磷的形态及转化1土壤有效磷测定方法2目录

盐酸-氟化铵浸提-钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量31土壤中磷的形态及转化磷的形态磷的转化土壤中磷的形态及转化土壤含磷量主要取决于母质类型。我国土壤全磷（P）含量一般为0.02～0.11%，并有从南到北渐增的地域变化趋势。但耕地土壤受耕作施肥等人为因素的影响，全磷量的局部变异很大。土壤磷的形态可分为无机态磷和有机态磷两大类。（一）磷的形态无机态磷无机态磷水溶态磷吸附态磷矿物态磷H3PO4

H++H2PO4-

H2PO4-

H++HPO42-

HPO42-

H++PO43-

Fe-P（铁磷）Al-P（铝磷）Ca-P（钙磷）O-P（闭蓄态磷）酸性土壤石灰性土壤有机态磷

一般占土壤表层全磷的15～80%，随土壤有机质含量增加而增加。一般需经矿化为无机磷后才能被植物吸收利用。土壤有机磷的化学组成，目前大部分为未知，已知者主要有3种。有机态磷植素类核酸类磷脂类植酸与钙、镁等离子结合而成。一般占土壤有机磷总量的20～30%。含磷、氮的复杂有机化合物。占土壤有机磷总量的1～10%。醇、醚溶性的有机磷化合物，一般约占土壤有机磷总量的1%。容易分解矿化为磷酸。土壤中磷的形态及转化（二）磷的转化1．土壤磷的有效化过程

有机态磷和难溶性磷酸盐在一定条件下，转化为植物可以吸收利用的水溶性的磷酸盐或弱酸溶性的磷酸盐的过程是其有效性提高的过程，通常称之为磷的释放。2．土壤磷的无效化过程

易溶性或速效态磷酸盐转化为难溶性迟效态和缓效态的过程，通常称之为磷的固定。土壤中磷的固定是非常普遍的。

土壤中磷的形态及转化（二）磷的转化►缺磷导致作物植株矮小，禾谷类作物分蘖减少，叶色暗绿。►土壤中有效磷含量：指能为当季作物吸收的磷量。►土壤中磷的有效性：指土壤中存在的磷能为植物吸收利用的程度，有的比较难，有的比较容易。►有效磷：也称速效磷，包括水溶性磷、部分或全部吸附态磷和易矿化有机磷以及某些易溶解的沉淀态磷酸盐，测定时浸提剂不同测定结果也不同。能较好地反映土壤近期的供磷水平，但含量低，季节波动大，需在生长季定期监测才能确切说明问题。因此：为了明确生长季土壤供磷水平，获得高产，测定土壤有效磷含量。2土壤有效磷测定方法影响有效磷提取的因素Olsen法Bray1法（一）影响有效磷提取的因素土壤有效磷测定方法1、提取剂的种类：

F->柠檬酸>HCO3->CH3COO->SO42->Cl-2、水土比例：水土比越大浸提磷量越大；3、振荡强度：振荡转速、振荡时间；4、温度的影响：随着温度升高而增加。（二）Olsen法土壤有效磷测定方法中性和石灰性土壤有效磷测定—0.5mol·L-1NaHCO3法方法原理：石灰性土壤由于大量游离碳酸钙存在，不能用酸溶液来提取有效磷。一般用碳酸盐的碱溶液。由于碳酸根的同离子效应，碳酸盐的碱溶液降低碳酸钙的溶解度，也就降低了溶液中钙的浓度，这样就有利于磷酸钙盐的提取。同时由于碳酸盐的碱溶液，也降低了铝和铁离子的活性，有利于磷酸铝和磷酸铁的提取。此外，碳酸氢钠碱溶液中存在着OH-，HCO3-，CO32-

等阴离子有利于吸附态磷的置换，因此NaHCO3不仅适用石灰性土壤，也适应于中性和酸性土壤中速效磷的提取。待测液中的磷用钼锑抗试剂显色，进行比色测定。（三）Bray1法土壤有效磷测定方法酸性土壤有效磷测定—0.03mol·L-1NH4F-0.025mol·L-1HCl法方法原理：NH4F-HCl法主要提取酸溶性磷和吸附磷包括大部分磷酸钙和一部分磷酸铝和磷酸铁，因为在酸性溶液中氟离子能与三价铝离子和铁离子形成络合物，促使磷酸铝和磷酸铁的溶解。3盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量原理仪器、试剂操作过程（一）原理盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量用NH4F-HCl溶液浸提土壤有效磷，用钼锑抗法定量浸出液中的磷。土液比为1:10，振荡30min，温度为20℃。

F-的作用:

（1）F-能与Al3+、Fe3+形成络合物（AlF63-），从而降低Al3+、Fe3+浓度，使磷浸出；（2）F-、Cl-等的交换作用（解吸作用），使吸附磷被浸出。3NH4F+3HF+AlPO4→H3PO4+(NH4)3AlF6

3NH4F+3HF+FePO4→H3PO4+(NH4)3FeF6

（二）仪器、试剂盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量1.仪器2.试剂（1）分光光度计或紫外一可见分光光度计；恒温（控温20-25℃）往复式或旋转式振荡机，或放置在恒温室内的普通振荡机，满足180r·min-1±20r·min-1的振荡频率或达到相同效果；（2）塑料瓶：200mL；

（3）无磷滤纸。（二）仪器、试剂盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量1.仪器2.试剂1.氟化氨一盐酸浸提剂［c(NH4F)＝0.03mol·L－1-c(HCL)＝0.025mol·L－1］；2.酒石酸锑钾溶液[ρ（KSbOC4H4O6·½H2O）＝5g·L-1]；3.硫酸溶液[ψ（H2SO6）＝5％]；4.硫酸钼锑贮备液，贮于棕色试剂瓶中;5.钼锑抗显色剂，此溶液有效期不长，应用时现配;6.磷标准贮备液〔ρ(P)＝100µg·mL－1〕,该溶液放入冰箱可供长期使用;7.磷标准溶液〔ρ(P)＝5µg·mL－1〕,该溶液用时现配;8.二硝基酚指示剂;9.氨水溶液（1：3）;10.硼酸溶液〔ρ（H3BO3)＝30g·L－1〕。（三）操作过程盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量称取通过2mm孔径筛的风干试样5.00g置于250mL塑料瓶中

加入20~25℃氟化氨-盐酸浸提剂50.0mL在20~25℃恒温条件下振荡30min±1min（振荡频率180r·min-1

±20r·min-1)取出后立即用无磷滤纸干过滤于试管中。同时做空白试验。吸取滤液5.00或10.00mL（含磷5.00一20.00µg）

于50mL容量瓶中

加入l0mL30g·L－1硼酸溶液

摇匀

加水至30mL左右

再加入二硝基酚指示剂二滴

用5％硫酸溶液和1：3氨水溶液调节溶液刚显微黄色

加入钼锑抗显色剂5.00mL用水定容至刻度

充分摇匀

在室温高于20℃处放置30min，显色。用1cm光径比色皿在波长700nm处比色，测量吸光度。浸提：显色：测定：（三）操作过程盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法测定土壤有效磷含量校准曲线的