張曉霞 呂書記

（1. 廣東省生態(tài)環(huán)境技術(shù)研究所 廣東省農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合治理重點實驗室， 廣東 廣州 510650；2. 廣東萬山土壤修復(fù)技術(shù)有限公司，廣東 廣州 510060）

土壤中的氮是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)。HJ 717-2014《土壤質(zhì)量 全氮的測定 凱氏法》分析測定主要包括土壤樣品的消解、堿蒸餾、酸滴定等3個環(huán)節(jié)，步驟繁雜。雖然現(xiàn)有的先進(jìn)的杜馬斯催化燃燒法[1]、凱氏消煮蒸餾法[2]、近紅外光譜法[3]堿性過硫酸鉀氧化-氣相分子吸收光譜法[4]等能夠?qū)崿F(xiàn)快速測定土壤中的全氮含量，但這些方法所用到的利用元素分析儀、全自動凱氏定氮儀（全自動蒸餾滴定裝置）、近紅外光譜采集儀、氣相分子吸收光譜儀等在基層環(huán)境檢測單位中并不常見。所以凱氏法一直是全氮分析中最常用的方法。本文將凱氏法中堿蒸餾裝置簡化改為擴散皿，在以往的分析工作中得到的總氮試驗結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書示值范圍內(nèi)?，F(xiàn)將方法整理如下，為基層環(huán)境檢測單位的分析工作者提供參考。

1 方法原理

樣品中的NO3--N經(jīng)水楊酸（硝基化劑）轉(zhuǎn)化為硝基酚，用Na2S2O3（還原劑）將被固定的NO3-（硝基酚）還原成NH4+（氨基酚），再以K2SO4（增溫劑）- CuSO4（催化劑）-Se/TiO2（澄清劑）混合物作催化劑經(jīng)H2SO4消煮將有機氮轉(zhuǎn)化為NH4+-N，當(dāng)加入NaOH呈強堿性，PH＞10時，NH4+則全部變?yōu)镹H3被硼酸吸收，生成硼酸銨，再用酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法測定銨態(tài)氮。

2 儀器

消煮管：長30cm，直徑40mm；接收瓶：250mL錐形瓶；1000 W 電子可調(diào)式電爐；樣品粉碎機；瑪瑙研缽；標(biāo)準(zhǔn)篩：孔徑0.25 mm(60目)；分析天平：準(zhǔn)確到0.0001g；10mL微量酸式滴定管。

3 試劑

25g/L水楊酸/硫酸溶液：溶解25g水楊酸于1L濃硫酸（C.R.）中。

混合催化劑（稱取100.0 g K2SO4，3.0 g CuSO4·5H2O，3.0 g TiO2或者 100.0 g K2SO4，10.0 g CuSO4·5H2O，1.0 g Se，準(zhǔn)確到0.1 g，于研缽中研成粉末過0.25mm（60目）篩混合均勻）。

Na2S2O3·5H2O于研缽中研成粉末過0.25mm（60目）篩裝瓶。

10mol/L NaOH溶液：400.0gNaOH（C.R.）溶于水，冷卻后，稀釋至1L。

定氮混合指示劑：分別稱取0.066g甲基紅和0.099g溴甲酚綠指示劑，放入瑪瑙研缽中，并用100mL95%酒精研磨溶解（顯葡萄酒紅色）。

20g/L硼酸-指示劑溶液：溶解20g硼酸于950mL熱（-60℃）蒸餾水中，冷后，加入20mL的定氮混合指示劑，充分混勻后，小心滴加氫氧化鈉溶液[CNaOH=0.1 mol/L]，直至溶液呈紅紫色(pH約4.5)，稀釋成1L。

0.01mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液：先配制1.0mol/L HCl溶液，標(biāo)定后稀釋100mL備用。

1.0mol/L HCl溶液，配制：用量筒取83.6mL HCl定溶到1000mL容量瓶中，備用。

1.0mol/L HCl溶液，標(biāo)定：用稱量瓶按遞減稱量法稱取在270～300℃灼燒至恒重的基準(zhǔn)無水Na2CO30.15～0.22g(稱準(zhǔn)至0.0002g)，放入250mL錐形瓶中，以50mL蒸餾水溶解，加溴甲酚綠-甲基紅混合指示劑10滴，用1.0mol/L鹽酸溶液滴定至溶液由綠色變?yōu)榘导t色，加熱煮沸2min，冷卻后繼續(xù)滴定至溶液呈暗紅色為終點。平行測定3次，同時做空白實驗。以上平行測定3次的算術(shù)平均值為測定結(jié)果。

計算公式：

式中：m—基準(zhǔn)無水碳酸鈉的質(zhì)量，g

V1—鹽酸溶液的用量，mL

V0—空白試驗中鹽酸溶液的用量，mL

52.99—1/2 Na2CO3摩爾質(zhì)量，g/mol

CHCl—鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L

堿性膠液：阿拉伯膠40g和水50mL在燒杯中溫?zé)嶂?0～80℃，攪拌促溶，放冷（約1h）后，加入20mL甘油和20mL飽和K2CO3溶液，攪拌、放冷。離心除去泡沫和不溶物，清液儲于玻璃瓶中備用。

4 操作步驟

稱取過0.25mm（60目）篩的風(fēng)干土0.5000g于50mL消煮管中，通過干燥長頸漏斗加0.50 g Na2S2O3·5H2O到消煮管底部，再加入5mL水楊酸/硫酸混合液，轉(zhuǎn)動消煮管，使酸與樣品充分混合，放置過夜。注：若硝態(tài)氮含量極少，可不加0.50 g Na2S2O3·5H2O。

稱取混合催化劑1.40 g，通過干燥長頸漏斗加入消煮管底部。在消煮爐上200℃加熱20～30min；235℃加熱至黑色大顆粒消失，呈漿糊狀；280℃加熱至灰綠色；再繼續(xù)365℃消解暴沸至少2h（360～410℃），以使銨鹽反應(yīng)完全。消解完畢，取下冷卻，加水定容，搖勻。過濾或者放置澄清。

取10mL消煮液于擴散皿外室，加3mL H3BO3-指示劑溶液于擴散皿內(nèi)室，然后在擴散皿外室邊緣涂上堿性膠液，蓋上蓋子，旋轉(zhuǎn)數(shù)次，使皿邊與蓋完全粘合。

再漸漸轉(zhuǎn)開蓋子一邊，使擴散皿外室露出一條狹縫，迅速加入7.0mL10mol/L NaOH溶液，立即蓋嚴(yán)，在實驗臺上水平地輕輕旋轉(zhuǎn)擴散皿，使堿液與土壤充分混勻（注意勿使外室堿液混入內(nèi)室），再用橡皮筋圈緊，使蓋子固定。隨后放入40±1℃恒溫箱中，堿解擴散24±0.5h后取出（中間搖動數(shù)次以加速擴散吸收）。

擴散皿內(nèi)室硼酸液吸收的NH3用0.01mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，由藍(lán)色滴到微紅色即為終點，記錄酸用量。

在樣品測定同時進(jìn)行空白試驗，以校正試劑引起的滴定誤差。一般每次批量做3個空白，取其中2個數(shù)值接近的空白平均值，即為V0值。2個空白值不能夠超過0.05（0.4 mL）。

5 結(jié)果計算

全氮（mg/kg）＝（V-V0）CHCl×14.0×103/W

式中：CHCl——HCl標(biāo)準(zhǔn)液的濃度

V——滴定樣品用去的HCl毫升數(shù)

V0——滴定空白用去的HCl毫升數(shù)

14.0——氮的毫摩爾數(shù)

W——樣品重

103——換算成mg/kg的因子數(shù)

6 允許差

平行測定結(jié)果的允許相對相差≤10%。

7 注意事項

3mL硼酸吸收液，可有效地吸收3mg氮。

混合指示劑最好在使用時與硼酸溶液混合；如混合過久則可能有終點不靈敏的現(xiàn)象發(fā)生。

由于堿性膠液的堿性很強，在涂膠液和洗滌擴散皿時，必須特別細(xì)心，慎防污染內(nèi)室，致使造成錯誤。

滴定時要用小玻璃棒小心攪動內(nèi)室溶液，切不可搖動擴散皿，同時逐滴加入酸標(biāo)液。接近終點時，用玻璃棒在滴定管尖端蘸取酸標(biāo)液后再攪動內(nèi)室，以防滴過終點。

擴散皿必須徹底清洗，浸泡0.6 mol/L稀HCl。

[1]許超.杜馬斯燃燒定氮法快速測定土壤中全氮的方法研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2018(1):187,190.

[2]李桂花, 葉小蘭, 呂子古,等. 元素分析儀和全自動凱氏定氮儀測定土壤全氮之比較[J].中國土壤與肥料, 2015(3):111-115.

[3]吳金卓,孔琳琳,李穎,等.近紅外光譜法測定土壤全氮和堿解氮含量[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自科版),2016,42(1):91-96.

[4]周侶艷,余海霞,徐偉,等.堿性過硫酸鉀氧化-氣相分子吸收光譜法測定土壤中全氮含量[J].理化檢驗-化學(xué)分冊,2017,53(4):468-469.