森林土壤氮的测定.docx

1、森林土壤氮的测定森林土壤氮的测定1范围本标准规定了森林土壤氮的测定方法，采用凯氏定氮法、连续流动分析仪法和元素分析仪法测定森林土壤全氮，碱解扩散法测定森林土壤水解性氮，比色法和连续流动分析仪法测定森林土壤硝态氮和铵态氮。本标准适用于森林土壤全氮、水解性氮、硝态氮和铵态氮的测定。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 601 化学试剂 标准滴定溶液的制备GB/T 603 试验方法中所用制剂及制品的制备GB/T6682 分析实验室用水规格和试验方法LY/T

2、 1210-1999 森林土壤样品的采集与制备3全氮的测定3.1凯氏定氮法方法要点土壤中的全氮在加速剂的参与下，用浓硫酸消煮，转化为铵态氮，用氢氧化钠碱化，加热蒸馏出来的氨用硼酸吸收，用酸标准溶液滴定，求出土壤全氮含量（未包括硝态氮和亚硝态氮）。包括硝态氮和亚硝态氮的土壤全氮的测定，在样品消煮前，需先用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后，再用还原铁粉使硝态氮和亚硝态氮还原，转化成铵态氮。试剂所有试剂除注明外，均为分析纯。分析用水应符合GB/T 6682中二级水的规格要求。试验中所需标准滴定溶液、制剂及制品，在没有注明其他要求时均按GB/T 601、GB/T 603的规定制备。消解加速剂：

3、硫酸钾（K2SO4）与五水硫酸铜（CuSO45H2O）以10:1混合，于研钵中研细，必须充分混合均匀。硫酸H2SO4，=1.84 g/mL。盐酸HCl，=1.19 g/mL。10 mol/L氢氧化钠溶液称取400.0 g氢氧化钠（NaOH）溶于水中，并稀释至1 L。0.1 mol/L氢氧化钠溶液称取0.40 g氢氧化钠溶于水，定容到100 mL。甲基红溴甲酚绿混合指示剂称取0.50 g溴钾酚绿（C21H14Br4O5S）及0.10 g甲基红（C15H15N3O2）于玛瑙研钵中研细，用少量95%乙醇（C2H5OH）研磨至全部溶解，用95%乙醇定容到100 mL，该指示剂储存期不超过2个月。硼酸-

4、指示剂溶液称取10.0 g硼酸（H3BO3），溶于1 L水中。使用前，每升硼酸溶液中加5.0 mL甲基红溴甲酚绿混合指示剂（3.1.2.6），并用0.1 mol/L氢氧化钠溶液（3.1.2.5）调节至红紫色（pH值约4.5）。此液放置时间不宜超过1周，如在使用过程中pH值有变化，需随时用稀酸或稀碱调节。0.1 mol/L硼砂溶液称取9.534 g 硼砂（Na2B4O710H2O）溶于水，移入500 mL容量瓶中，用水定容至刻度。0.02 mol/L硼砂标准溶液将0.1 mol/L硼砂溶液（3.1.2.8）准确稀释5倍。0.1 mol/L盐酸溶液或硫酸溶液吸取8.4 mL盐酸（3.1.2.3），

5、用水定容到1 L。或吸取5.4 mL硫酸（3.1.2.2），缓缓加入200 mL水中，定容到1 L。0.02 mol/L盐酸或硫酸标准溶液将0.1 mol/L的盐酸溶液或硫酸溶液（3.1.2.10）准确稀释5倍，获得0.02 mol/L的盐酸或硫酸标准溶液，用硼砂标准溶液（3.1.2.9）标定。标定：吸取20.0 mL 0.02 mol/L硼砂标准溶液（3.1.2.9）于100 mL锥形瓶中，加1滴甲基化溴甲酚绿混合指示剂（3.1.2.6），用盐酸或硫酸标准溶液（3.1.2.11）滴定至溶液由蓝色变为紫红色为终点。同时做空白试验。盐酸标准溶液的浓度按下式计算： （1）式中：c盐酸标准溶液浓度，

6、mol/L；c1硼砂标准溶液浓度，mol/L；V1硼砂标准溶液体积，mL；V2盐酸标准溶液体积，mL；V0空白试验消耗盐酸标准溶液体积，mL。高锰酸钾溶液称取25.0 g高锰酸钾（KMnO4）溶于500 mL水中，贮于棕色瓶中。1:1硫酸硫酸（3.1.2.2）与水体积比为1:1，均匀混合。辛醇C3(C2H5)C5H10OH。还原铁粉Fe，磨细通过孔径0.149 mm筛。仪器天平（感量0.01 g）天平（感量0.0001 g）半自动定氮仪或全自动定氮仪控温消煮炉测定步骤土壤样品的制备按LY/T 1210-1999规定制备土壤样品。土壤水分含量的测定按LY/T 1210-1999规定测定土样水分系

7、数。土样消煮不包括硝态氮和亚硝态氮的消煮称取过0.149 mm筛的风干土样1.0 g（含氮约1 mg），将土样送入干燥的消化管底部（勿将样品粘附在瓶壁上），加入2 g加速剂（3.1.2.1），摇匀，加数滴水使样品湿润，然后加5.0 mL浓硫酸（3.1.2.2）。将消煮管接上回流装置或插上弯颈玻璃漏斗后置于控温消煮炉上，用小火200加热（温度升到200开始计时），20 min后，加强火力至375，并以H2SO4蒸汽在瓶颈上部1/3处冷凝回流为宜，待消煮液和土粒全部变成灰白稍带绿色后，再继续消煮1 h后关闭电源，冷却，待蒸馏。包括硝态氮和亚硝态氮的消煮称取过0.149 mm筛的风干土样1.0 g（

8、含氮约1 mg），将土样送入干燥的消化管底部（勿将样品粘附在瓶壁上），加1.0 mL高锰酸钾溶液（3.1.2.12），摇动消化管，再缓缓加入2.0 mL 1:1硫酸（3.1.2.13），不断转动消化管，然后放置5 min，再加入1滴辛醇（3.1.2.14）。通过长颈漏斗将0.5 g（0.01 g）还原铁粉（3.1.2.15）送入消化管底部，瓶口盖上小漏斗，转动消化管，使铁粉与酸接触，待剧烈反应停止时（约5 min），将消化管置于控温消煮炉上缓缓加热45 min（瓶内土液应保持微沸，以不引起大量水分丢失为宜）。待消化管冷却后，加2.0 g加速剂（3.1.2.1）和5.0 mL硫酸（3.1.2.2

9、），摇匀。按3.1.4.3.1的步骤消煮至土液全部变为黄绿色，再继续消煮1 h。消煮完毕，冷却，待蒸馏。空白溶液的制备空白溶液的制备除不加土样外，其他步骤同3.1.4.3.1或3.1.4.3.2。测定半自动定氮仪蒸馏和滴定蒸馏前先按仪器使用说明书检查定氮仪，并用去离子水空蒸至盐酸消耗量小于0.4 mL以下，将管道清洗干净。往150 mL锥形瓶中加10.0 mL硼酸-指示剂溶液（3.1.2.7），置于定氮仪冷凝管下端，管口插入硼酸溶液中，以免吸收不完全。将消化管接到定氮仪上，加入20 mL氢氧化钠溶液（3.1.2.4）进行蒸馏，待馏出液体积约50 mL时，即蒸馏完毕。用0.02 mol/L盐酸或

10、硫酸标准溶液（3.1.2.11）滴定馏出液，由蓝绿色刚变为紫红色且半分钟不退色时为终点。记录所用酸标准溶液的体积（mL）。空白测定所用酸标准溶液的体积，一般不得超过0.4 mL。结果计算 （2） k1= （3）式中：WN全氮含量，g/kg；V滴定样品溶液所用盐酸标准溶液的体积，mL；V0滴定空白溶液所用盐酸标准溶液的体积，mL；c盐酸标准溶液的浓度，mol/L；0.014氮原子的毫摩尔质量，g/mmol；m风干土样质量，g；k1由风干土样换算成烘干土样的水分换算系数。全自动定氮仪参照仪器说明，在仪器设定中设定加入50 mL水、40 mL氢氧化钠溶液（3.1.2.5）和25 mL硼酸硼酸-指示剂

11、溶液（3.1.2.7），输入土样质量、标准酸浓度（3.1.2.11），将消化管置于自动定氮仪上进行蒸馏、滴定，同时先做空白溶液试验测定，空白所用标准溶液的体积，仪器自动扣除空白值，自动计算和记录样品含氮量，测定完毕可直接打印测定结果。允许偏差按表1规定。表1允许偏差测定值（g/kg）允许偏差（g/kg）55110.50.50.300.150.150.050.050.032002005050相对偏差5%绝对偏差102.5（mg/kg）绝对偏差2.5（mg/kg）5硝态氮的测定5.1酚二磺酸比色法方法要点土样用饱和硫酸钙溶液浸提后，取部分浸提液在微碱性条件下蒸发至干，残渣用酚二磺酸处理，此时硝态氮

12、即与酚二磺酸生成硝基酚二磺酸，此反应必须在无水条件下才能迅速完成。反应产物在酸性介质中无色，碱化后则为稳定的黄色盐溶液，可在420 nm波长处比色测定。试剂酚二磺酸试剂称取25.0 g白色苯酚（C6H5OH）在500 mL锥形瓶中，加入225.0 mL浓硫酸（H2SO4），混匀，瓶口松松地加塞，置于沸水浴中加热6 h。试剂冷却后可能析出结晶，用时需重新加热溶解，但不可加水。试剂必须贮于密闭的玻塞棕色瓶中，严防吸湿。硫酸钙CaSO42H2O，粉状。碳酸钙 CaCO3，粉状。氢氧化钙Ca(OH)2，粉状。碳酸镁MgCO3，粉状。硫酸银Ag2SO4，粉状。硝态氮标准溶液称取105烘干2 h的硝酸钾（

13、KNO3，优级纯）0.7220 g溶于水，定容至1 L，此为100 mg/L硝态氮溶液(NO3-N)=100 mg/L。将此溶液准确稀释10倍，即为硝态氮标准溶液（NO3-N）=10 mg/L。1:1氨水浓氨水（NH3H2O，26%）与水体积比为1:1，均匀混合。活性炭不含NO3-N，用以除去有机质的颜色。仪器天平（感量0.01 g）天平（感量0.0001 g）往复震荡机（震荡频率150180 r/min）紫外/可见分光光度计水浴锅瓷蒸发皿。测定步骤土壤样品的制备测定硝态氮和铵态氮的土壤样品，若在采样3天内分析测定，则可保存在4条件下，不然可在-20条件下储存待测。待测液的制备称取过2 mm筛

14、的新鲜土样50.00 g于500 mL浸提瓶中，加0.5 g硫酸钙和250.0 mL水，用振荡机振荡30 min，将悬液上清液用干滤纸过滤，澄清的滤液用干燥洁净的瓶收集。如果滤液因有机质而呈现颜色，可加活性炭（5.1.2.9）除之。空白溶液的制备空白溶液的制备除不加土样外，其他步骤同5.1.4.2。标准曲线分别吸取10 mg/L硝态氮标准溶液0.00、1.00、2.00、5.00、10.00、15.00、20.00 mL于蒸发皿中，加0.05 g碳酸钙（5.1.2.3），在水浴上蒸干，到达干燥时不应继续加热。冷却，迅速加入2.0 mL酚二磺酸试剂（5.1.2.1），将蒸发皿旋转，使试剂充分接触

15、蒸干物。静止10 min使充分作用后，加20.0 mL水，用玻璃棒搅拌直到蒸干物全部溶解。冷却后缓缓加入1:1氨水（5.1.2.8），并不断搅拌，至溶液呈微碱性（溶液显黄色），且多加2.0 mL，以保证氨水试剂过量。然后将溶液完全地转移入100 mL容量瓶中，加水定容，获得的标准系列溶液浓度为0.00、0.10、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00 mg/L。在分光光度计上用1 cm比色皿在波长420 nm处进行比色，以0.00 mg/L标准溶液为参比溶液调节仪器零点，由低到高测定标准系列浓度的吸光值。测定吸取待测液2550 mL（含硝态氮20150 mg/L）于蒸发皿中，加0.0

16、5 g碳酸钙（5.1.2.3），在水浴上蒸干，到达干燥时不应继续加热。冷却，迅速加入2.0 mL酚二磺酸试剂（5.1.2.1），将蒸发皿旋转，使试剂充分接触蒸干物。静止10 min使充分作用后，加20 mL水，用玻璃棒搅拌直到蒸干物全部溶解。冷却后缓缓加入1:1氨水（5.1.2.8），并不断搅拌，至溶液呈微碱性（溶液显黄色），且多加2.0 mL，以保证氨水试剂过量。然后将溶液完全地转移入100 mL容量瓶中，加水定容。在分光光度计上用1 cm比色皿在波长420 nm处进行比色。结果计算 （7） ts= （8） k2= （9）WN硝态氮（NO3-N）含量，mg/kg；c从工作曲线上获得的待测液的

17、硝态氮浓度，mg/L；c0从工作曲线上获得的空白溶液的硝态氮浓度，mg/L；V显色液体积，100mL；ts分取倍数；m鲜土土样质量，g；k2由鲜土土样换算成烘干土样的水分换算系数。允许偏差 两次测定结果允许相对偏差小于8%。5.2连续流动分析仪法方法要点土壤样品用2 mol/L KCl溶液浸提，在碱性的硫酸肼条件下，将NO3-N用Cu作催化剂还原成NO2-N，然后与磺胺生成重氮盐，再与N-（1-萘基）-乙二胺偶联生成粉红色的化合物，在550 nm波长下检测。试剂2 mol/L KCl溶液称取氯化钾（KCl）149.0 g溶于水中，定容至1 L。Brij-3530%溶液（Bran+Luebbe

18、No. T21-0110-06）。硫酸铜溶液称取1.0 g硫酸铜（CuSO45H2O）溶于约600 mL水中，定容到1 L。硫酸锌溶液称取10.0 g硫酸锌（ZnSO47H2O）溶于约600 mL水中，定容到1 L。显色剂称取10.0 g磺胺（C6H8O2N2S）溶于约600 mL水中，加入0.5 g N-（1-萘基）乙二胺二盐酸盐（NEDD，C12H14N22HClCH3OH），并混合均匀，再加入100 mL磷酸（H3PO4，=1.69 g/mL），定容至1 L，储存于棕色瓶中。NaOH溶液称取NaOH 40.0 g溶于约600 mL水中，加入1.0 mL Brij-35（5.2.2.2），

19、定容至1 L。磷酸溶液吸取3.0 mL磷酸（=1.69 g/mL）加入约600 mL水中，溶入4.0 g十水二磷酸钠（Na4P2O710H2O）并混合均匀，加入1.0 mL Brij-35（5.2.2.2），定容至1 L。硫酸肼将14.0 mL硫酸铜溶液（5.2.2.3）、10.0 mL硫酸锌溶液（5.2.2.4）、6.0 g硫酸肼（H4N2H2SO4）加入约600 mL水中，溶解后定容至1 L。硝态氮标准溶液称取105烘干2 h的硝酸钾（KNO3）0.7220 g溶于2 mol/L KCl溶液，并用2 mol/L KCl溶液定容至1 L，此为硝态氮标准溶液（NO3-N）=100 mg/L。仪

20、器天平（感量0.01 g）天平（感量0.0001 g）往复震荡机（震荡频率150180 r/min）流动分析仪测定步骤待测液的制备称取过2 mm筛的新鲜土样20.00 g于200 mL浸提瓶中，加入100.0 mL氯化钾溶液（5.2.2.1），加塞，放在振荡机上振荡1 h，用干滤纸过滤，如不能在24 h内分析，需置于冰箱中存放。空白溶液的制备空白溶液的制备除不加土样外，其他步骤同5.2.4.1。测定分别吸取100 mg/L硝态氮标准溶液（5.2.2.9）0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、5.00 mL于100 mL容量瓶中，用KCl溶液定容，即为含0.00、0.50、1.00、

21、2.00、4.00、5.00 mg/L的NO3-N标准系列溶液。参照仪器使用说明书，选择工作参数，将连续流动分析仪的溶液吸管分别置于配置好的溶液中，待基线稳定后依次测定各标准溶液、空白溶液和待测液铵态氮的浓度。结果计算 （10）式中：WN硝态氮（NO3-N）含量，mg/kg；c从标准曲线上获得的待测液的硝态氮浓度，mg/L；c0从标准曲线上获得的空白溶液的硝态氮浓度，mg/L；V待测液体积，100mL；m鲜土土样质量，g；k2由鲜土土样换算成烘干土样的水分换算系数（烘干土重/鲜土重）。允许偏差 两次测定结果允许相对偏差小于8%。6铵态氮的测定6.1靛酚蓝比色法方法要点用2 mol/L KCl浸

22、提土壤，把吸附在土壤胶体上的NH4+及水溶性NH4+浸提出来。土壤浸提液中的铵态氮在强碱性介质中与次氯酸盐和苯酚作用，生成水溶性染料靛酚蓝。在含氮0.050.5 mol/L的范围内，吸光度与铵态氮含量成正比，可用比色法测定。试剂2 mol/L氯化钾溶液称取氯化钾（KCl）149.0 g溶于水中，定容至1 L。苯酚溶液称取10.0 g苯酚（C6H5OH）和100 mg硝普钠（Na2Fe(CN)5NO2H2O）用水溶解后，稀释至1 L。此试剂不稳定，须贮于棕色瓶中，在4冰箱中保存。亚硝基铁氰化钠有剧毒，此试剂的使用和废液的处理应慎重。次氯酸钠碱性溶液称取10.0 g氢氧化钠（NaOH）、7.06g磷酸氢二钠（