离子色谱法快速测定土壤中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮

化学分析计量CHEMICAL ANALYSIS AND METERAGE第27卷，第6期2018年11月V ol. 27，No. 6Nov. 201838doi ：10.3969／j.issn.1008–6145.2018.06.009离子色谱法快速测定土壤中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮毕建玲(山东省物化探勘查院，济南　250013)摘要　建立离子色谱法快速测定土壤中亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的方法。

土壤样品采用250 mL 0.01 moL ／L 氯化钙溶液提取，于20℃水浴振荡60 min ，静置离心。

采用Ion Pac AS19离子色谱柱，以20 mmoL ／L 氢氧化钾溶液为淋洗液，流量为1.0 mL ／min ，进样体积为25 μL ，以电导检测器进行检测。

亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的质量浓度在0.20～5.00 mg ／L 范围内与色谱峰面积呈良好的线性关系，线性相关系数均为0.999 9，方法检出限分别为0.005，0.007 mg ／L 。

样品的加标回收率为95.0%~97.4%，测定结果的相对标准偏差为0.89%~2.11%(n =12)。

该方法适用于土壤中亚硝酸盐氮和硝酸盐氮含量的快速测定。

关键词　离子色谱法；土壤；亚硝酸盐氮；硝酸盐氮中图分类号：O657.7 文献标识码：A 文章编号：1008–6145(2018)06–0038–04Rapid determination of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in soil by ion chromatographyBI Jianling(Shandong Institute of Geophysical & Geochemical Exploration, Jinan 250013, China)Abstract A method for rapid determination of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in soil by ion chromatography was established. The soil samples were extracted by 250 mL 0.01 moL ／L calcium chloride solution, shaken for 60 min in 20℃ water bath, and centrifuged in static state. Ion Pac AS19 was used as ion chromatography column, 20 mmoL ／L potassium hydroxide solution was used as eluent, the flow rate was 1.0 mL ／min, the injection volume was 25 μL. It was detected by conductive detector. The mass concentration of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen showed good linear relationships with its chromatographic peak area in the range of 0.20–5.00 mg ／L, and the correlation coef ficients were 0.999 9, the detection limits were 0.005, 0.007 mg ／L, respectively. The recoveries of standard addition were 95.0%–97.4%, and the relative standard deviation of the results was 0.89%–2.11%(n =12). The method is suitable for the rapid determination of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen content in soil.Keywords ion chromatograph; soil; nitrite nitrogen; nitrate nitrogen氮是评价土壤质量的重要指标之一，是指导农业生产的主要依据之一。

氮在植物的生命活动中占有重要作用，然而土壤中过高的氮会引起硝酸盐氮和亚硝酸盐氮超标，危害人类身体健康［1］。

因此及时了解土壤动态，快速分析土壤中亚硝酸盐氮和硝酸盐氮具有重要的意义。

目前测定土壤中亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的标准方法是分光光度法［2］。

此方法操作步骤繁琐，过程复杂，耗时长，劳动强度大；准确度和灵敏度相对较低；使用的部分化学试剂有剧毒，对环境造成污染，且对操作者的身体健康有危害。

而离子色谱法具有操作简单、多组分同时测定、成本低等优点［3–7］。

笔者在前人研究［8–17］的基础上，通过对土壤提取液、离子色谱仪条件等优化，采用离子色谱法测定土壤中亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，实现了土壤样品中氮元素的快速检测。

1　实验部分1.1　主要仪器与试剂离子色谱仪：ICS–1100型，赛默飞世尔科技（中国）有限公司；基金项目　山东省地矿局科技攻关项目（KY2017002）通讯作者　毕建玲，硕士，中级工程师，从事岩矿测试工作，E-mail: s020305@ ；收稿日期　2018–08–31引用格式　毕建玲.离子色谱法快速测定土壤中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮［J ］.化学分析计量，2018，27(6): 38–41.BI J L. Rapid determination of nitrite nitrogen and nitrate nitrogen in soil by ion chromatography ［J ］. Chemical analysis and meterage ，2018，27(6): 38–41.39毕建玲：离子色谱法快速测定土壤中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮水浴恒温振荡器：SHZ–C型，上海博讯医疗生物仪器有限公司；电子天平：BS224S型，感量为0.1 mg，德国赛多利斯公司；硝酸盐氮、亚硝酸盐氮标准溶液：1 000 mg／L，编号分别为GSB 04–2839–2011，GSB 04–1772–2004，国家有色金属及电子材料分析测试中心；混合标准溶液：100 mg／L，分别吸取亚硝酸盐氮和硝酸盐氮标准溶液10 mL于100 mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀；硫酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化钠、氢氧化钾：优级纯，上海国药集团化学试剂公司；土壤样品：山东大学送检样品；实验用水为电阻率18.3 MΩ·cm的高纯水。

1.2　仪器工作条件色谱柱：Dionex IonPac AS19柱(250 mm×4 mm，美国戴安公司)；抑制器：连续自动再生膜阴离子抑制器；阴离子淋洗液：20 mmoL／L氢氧化钾；淋洗液流量：1.0 mL／min；进样体积：25 μL；检测器：电导检测器；检测室温度：30℃。

1.3　实验方法1.3.1　样品处理称取50.000 g新鲜土壤样品于500 mL的锥形瓶中，加入250 mL 的0.01 moL／L 氯化钙溶液，塞紧瓶塞，摇匀，于20℃恒温水浴振荡器上振荡浸提60 min后，静置10 min，取滤液30~50 mL至离心管中，以3 000 r／min离心分离10 min。

移取上清液经0.20 μm滤膜过滤，取过滤液作为待测样品溶液，备用。

1.3.2　标准工作曲线绘制分别吸取亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的混合标准溶液0.0，0.2，0.5，1.0，2.0，5.0 mL于100 mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，配制成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的质量浓度均分别为0.00，0.20，0.50，1.00，2.00，5.00 mg／L的系列混合标准工作溶液。

把系列混合标准工作溶液和待测样品溶液分别置于自动进样器上，依次进样，测得离子强度谱图，以离子的质量浓度为横坐标，以色谱峰面积为纵坐标绘制标准工作曲线。

2　结果与讨论2.1　浸提剂的选择盐类浸提效果优于去离子水浸提效果，优先考虑硫酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化钠等盐类作为浸提剂［18–19］。

称取适量硫酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化钠，分别配制成0.1 moL／L的溶液，称取土壤样品50.000 g，平行3次，然后分别加入250 mL以上4种提取溶液，于20℃下振荡1 h，离心过滤，采用Ion Pac AS19阴离子交换色谱柱进行分离，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的测定结果见表1。

由表1可知，硫酸钠影响硝酸盐氮的出峰效果，而氯化钙、氯化钾、氯化钠的浸提效果差异不大。

经反复验证表明，氯化钙的浸提效果优于氯化钾、氯化钠，综合考虑选择氯化钙作为浸提剂。

表1　4种不同浸提剂的浸提结果 mg／kg　浸提剂硝酸盐氮亚硝酸盐氮硫酸钠9.36 5.32氯化钙11.33 6.24氯化钾11.22 6.36氯化钠11.09 6.132.2　提取液浓度的选择土壤提取液浓度对氮元素的浸提效果有影响，也是关系离子色谱柱使用寿命的重要因素。

将氯化钙配制成0.01，0.02，0.05，0.1 moL／L的土壤提取溶液，称取土壤样品50.000 g，平行3次，分别加入以上不同浓度的提取液250 mL，于20℃下振荡1 h，离心过滤，上机检测，测试结果见图1。

由图1可知，0.01，0.02 moL／L的浸提效果较好，考虑到离子强度的影响，故选择0.01 moL／L氯化钙溶液。

氮含量喒mgekg质量浓度喒 mol e L0.002.004.006.008.00—硝酸盐氮；　—亚硝酸盐氮10.00图1　氯化钙溶液的浓度对浸提效果的影响2.3　浸提时间的选择由于土壤中氮元素的形态会发生变化，为确保数据的准确性，需要在有效时间内，适宜温度下进行土壤样品浸提。

称取土壤50.000 g，平行3次，加入250 mL的0.01 moL／L氯化钙溶液后，于20℃下，相同振荡频率，分别振荡30，50，60，70，90 min后，离心过滤上机，测试结果见图2。

由图2可知，随着振荡时间的延长离子的浸提效果越来越明显，当化学分析计量 2018年，第27卷，第6期40时间超过70 min 时，测试结果反而越来越低，说明随着时间延长氮元素发生变化，因此振荡时间选择60~70 min 。

含量喒 m g e k g1.003.005.007.009.00—硝酸盐氮；　—亚硝酸盐氮t 喒NJO图2　振荡时间对浸提效果的影响2.4　离子色谱条件的优化为了消除干扰，采用混合阴离子标准溶液进行试验。