土壤质量监测(PPT 125页).ppt

第五章土壤质量监测 了解土壤的组成 背景值等基本概念 掌握土壤样品的采集和测定的原则及基本方法等 一 土壤组成 土壤是地球表层的岩石经过生物圈 大气圈和水圈的综合影响演变而成的 因母岩 气候 生物 地形 时间等多种成土因素综合作用的不同 形成了各种类型的土壤 土壤组成很复杂 总体来说是由矿物质 动植物残体腐解产生的有机质 水分和空气等固 液 气三相组成的 第一节土壤基本知识 指陆地表面具有一定肥力 能够生长植物的疏松表层 土壤在地理环境中的作用 土壤在地理环境中的作用 土壤的肥力特性及其重要性 1 土壤的本质属性 肥力指土壤能同时并不断地供应和调节植物在生长过程中所需要的水分 养分 空气 热量的能力2 土壤的物质组成矿物质 有机质 水分 空气3 土壤与农业生产的关系 1 土壤是农业生产最基本的自然资源 2 土壤是一种永续性的可更新资源 理想土壤成分的体积分数 一 土壤矿物质 土壤矿物质的矿物组成 1 原生矿物质 它是各种岩石经受不同的物理风化 仍遗留在土壤中的一类矿物 其原来的化学组成没有改变2 次生矿物质 它大多是由原生矿物质经化学风化后形成的新矿物 土壤矿物质的化学组成 土壤矿物质元素的相对含量与地球表面岩石圈元素的平均含量及其化学组成相似 土壤粒径的大小影响着土壤对污染物的吸附和解吸能力 土壤机械组成的分类是以土壤中各粒级含量的相对百分比作为标准 国际制采用三级分类法 即根据沙粒 0 02 2mm 粉沙粒 0 002 0 02mm 和粘粒 0 002mm 在土壤中的相对含量 将土壤分成砂土 壤土 粘壤土 粘土四大类和十二级 我国分类方法 土壤机械组成 我国土壤质地分类 二 土壤有机质 土壤有机质 含量 土壤有机质绝大部分集中于土壤表层 0 15或0 20cm 我国土壤有机质含量在1 5 之间 来源 植物的根茬 茎秆 落叶 土壤中的动物残骸以及施入土壤的有机肥料等 作用 土壤有机质主要以腐殖质为主 它作为土壤有机胶体来说 具有吸收性能 土壤缓冲性能以及与土壤重金属的络合性能等 这些性能对土壤的结构 性质 质量都有重大影响 三 土壤微生物 土壤中生活着微生物 细菌 真菌 放线菌 藻类等土壤中生活着动物 原生动物 蚯蚓 线虫类等降解有机污染物 促使无机污染物的形态转化 四 土壤溶液和空气 二 土壤的基本性质 一 吸附性 二 酸碱性 三 氧化 还原性 一 吸附性 土壤吸附性能与土壤中存在的胶体物质密切相关无机胶体 黏土矿物 铁 铝 硅等水合氧化物 有机胶体 主要腐殖酸及少量的生物活动产生的有机物 有机 无机复合胶体由于土壤胶体具有巨大的比表面积 胶粒表面带有电荷 分散在水中时界面上产生双电层等性能 使其对有机污染物和无机污染物有极强的吸附能力或离子交换吸附能力 二 酸碱性 土壤的酸碱度可以划分为九级p269土壤酸度 活性酸度 又称有效酸度 是指土壤溶液中游离氢离子浓度反映的酸度 通常用pH值表示 潜性酸度 土壤胶体吸附的可交换氢离子和铝离子经离子交换作用后所产生的酸度 土壤碱性主要来自土壤中钙 镁 钠 钾的重碳酸盐 碳酸盐及土壤胶体上交换性钠离子的水解作用 三 氧化 还原性 氧化剂 游离氧 高价金属离子 硝酸根等还原剂 土壤有机质 厌氧条件下形成的分解产物 低价金属离子由于土壤中存在着多种氧化性和还原性无机物质及有机物质 使其具有氧化性和还原性 土壤的形成 1 土壤形成的过程 2 成土主导因素 生物 3 人类活动的影响 形成高产稳产的耕作土壤 裸露岩石 成土母质 原始土壤 成熟土壤 耕作土壤 1 改造方式 灌溉 施肥 翻耕等 2 合理耕作经营 土壤不断改良 保持和提高土壤肥力 3 不合理耕作经营 土壤沙化 盐碱化和水土流失等 生物对土壤形成的作用 1 有机质积累过程 2 养分元素的富集过程 三 土壤背景值 土壤背景值 土壤本底值 是指在未受人类社会行为干扰和破坏时 土壤成分的组成和各组分 元素 的含量土壤元素背景值的表达方式目前还不统一 有几种方法 但我国用得较多的一种是用土壤样品平均值加减两个标准偏差表示 我国土壤背景值表达方法 对元素测定值呈正态分布或近似正态分布的元素 用算术平均值 表示数据分布集中的趋势 用算术均值标准偏差表示数据的分散度 用表示95 置信度数据的范围值对元素测定值呈对数正态或近似对数正态分布的元素 用几何平均值 M 表示数据分布的集中趋势 用几何标准偏差 D 表示数据分散度 用表示95 置信度数据的范围值 四 土壤污染 当进入土壤的污染物质量和速度超过土壤能承受的容量和净化速度时 就破坏了土壤环境的自然动态平衡 使污染物的积累逐渐占据优势 引起土壤的组成 结构 性状改变 功能失调 质量下降 导致土壤环境污染 不合理地使用农药 化肥 污水灌溉 使用不符合标准的污泥 城市垃圾及工业废渣等 固体废物随意堆放或填埋 以及大气沉降物等 化学污染物 污染物种类 病原微生物 放射性污染物 生物类污染物 主要是 锶 铯等 重金属 硫化物 氟化物 农药等 五 土壤质量标准 土壤环境质量标准 GBl5618 1995 无公害农产品蔬菜产地土壤环境质量指标 GB T18407 2001 无公害农产品茶叶产地土壤环境质量指标 NY5020 2001 第二节土壤环境质量监测方案 本节要求理解 HJ T166 2004土壤环境监测技术规范 参照 HJ T166 2004土壤环境监测技术规范 讲解根据土壤监测目的 土壤环境监测有4种主要类型 区域土壤环境背景监测 农田土壤环境质量监测 建设项目土壤环境评价监测和土壤污染事故监测 一 监测目的 1 土壤质量现状监测2 土壤污染事故监测3 污染物土地处理的动态监测4 土壤背景值调查 二 资料的收集 自然环境方面的资料社会环境方面的资料 通过充分调查 选择监测区域 确定代表性地段 代表性面积 然后布置一定量的采样地点 进行采样收集包括监测区域的交通图 土壤图 地质图 大比例尺地形图等资料 供制作采样工作图和标注采样点位用收集包括监测区域土类 成土母质等土壤信息资料收集工程建设或生产过程对土壤造成影响的环境研究资料收集造成土壤污染事故的主要污染物的毒性 稳定性以及如何消除等资料收集土壤历史资料和相应的法律 法规 收集监测区域工农业生产及排污 污灌 化肥农药施用情况资料收集监测区域气候资料 温度 降水量和蒸发量 水文资料收集监测区域遥感与土壤利用及其演变过程方面的资料等 三 监测项目 土壤优先监测物我国土壤常规监测项目 土壤优先监测物 四 采样点的布设 一般要求每个单元设3个采样点计算公式 N s t d 2 二 采样点数量 三 采样点布点方法 a 对角线布点法 d 蛇形布点法 c 棋盘式布点法 b 梅花形布点发 土壤采样点布设图 五 监测方法 六 土壤监测质量控制 参阅第九章 监测过程的质量保证 七 农田土壤环境质量评价 污染物质量标准值 平均单项污染指数 2 最大单项污染指数 2 1 2 土壤单项污染指数 土壤综合污染指数 土壤污染物实测值 第三节土壤样品的采集与加工管理 一 土壤样品的采集 一 土壤样品的类型 采样深度及采样量 二 采样时间和品绿 三 采样注意事项二 土壤样品的加工与管理 一 样品加工处理 二 样品管理 一 土壤样品的类型 采样深度及采样量 C层 风化母岩层 母质层 A层 表层 淋溶层 B层 亚层 淀积层 底岩层 土壤剖面土层示意图 采样量及采样方法 采样量由于测定所需的土样是多点混合而成的 取样量往往较大 而实际供分析的土样不需太多 一般只需1 2Kg 因此对所得混合样可反复按四分法弃取 最后留下所需的土量 装入塑料袋或布袋内 贴上标签备用采样方法 采样筒取样 土钻取样 挖坑取样 为了解土壤污染状况 可随时采集样品进行测定 如需同时掌握在土壤上生长的作物受污染状况 可依季节变化或作物收获期采集 一年中在同一地点采样两次进行对照 二 采样时间和频率 布点原则a 代表当地的主要土壤类型 b 确定采样单元 远离污染源 c 不在水土流失严重或表土被破坏处采样 d 尽量减少人为活动影响 远离公路铁路 300m 采样a 按不同剖面采样 在各层次中心自下而上采样 切忌混淆层次 混合采样 b 对不同地形处样品有不同规定 c 采样点按有关规定实行 一 土壤样品加工处理 1 土样的风干 野外采集样品运到实验室 在塑料薄膜上或瓷盘内风干 达半干状态 压碎 除石块 残根等杂物 铺成薄层 阴凉处风干 2 磨碎与过筛 进行物理分析时 取风干样品100 200g 放在木板上用圆木棍辗碎 经反复处理使土样全部通过2mm孔径的筛子 作为土壤颗粒分析及物理性质测定作化学分析时 一般常根据所测组分及称样量决定样品细度分析有机质 全氮项目 应取一部分已过2mm筛的土 用玛瑙或有机玻璃研钵继续研细 使其全部通过60号筛 0 25mm 用原子吸收光度法测Cd Cu Ni等重金属时 土样必须全部通过100号筛 尼龙筛 二 样品管理 土壤保存原则 1 一般土壤样品需保存半年至一年 以备必要时查核之用 2 储存样品应尽量避免日光 潮湿 高温和酸碱气体等的影响 3 玻璃材质容器是常用的优质贮器 聚乙烯塑料容器也属美国环保局推荐容器之一 该类贮器性能良好 价格便宜且不易破损 4 将风干土样 沉积物或标准土样等贮存于洁净的玻璃或聚乙烯容器之内 在常温 阴凉 干燥 避阳光 密封 石腊涂封 条件下保存30个月是可行的 第四节土壤样品的预处理 一 土壤样品分解方法 一 酸分解法准确称取0 5g 准确到0 1mg 以下都与此相同 风干土样于聚四氟乙烯坩埚中 用几滴水润湿后 加入10mLHCl 1 19g mL 于电热板上低温加热 蒸发至约剩5mL时加入15mLHNO3 1 42g mL 继续加热蒸至近粘稠状 加入10mLHF 1 15g mL 并继续加热 为了达到良好的除硅效果应经常摇动坩埚 最后加入5mL高氯酸 HClO4 1 67g ml 并加热至白烟冒尽 对于含有机质较多的土样应在加入HClO4之后加盖消解 土壤分解物应呈白色或淡黄色 含铁较高的土壤 倾斜坩埚时呈不流动的粘稠状 用稀酸溶液冲洗内壁及坩埚盖 温热溶解残渣 冷却后 定容至100mL或50mL 最终体积依待测成分的含量而定 二 碱熔法 常用熔剂 碳酸钠 氢氧化钠 过氧化钠 偏硼酸锂等操作 称取适量土样于坩锅中 加入适量熔剂 混匀 移入马弗炉中高温熔融 冷却 移入烧杯中 加水和盐酸 过滤 定容特点 分解样品完全 操作简便 快速 且不产生大量酸蒸汽缺点 试剂用量大 易引入盐类污染物 一部分重金属在高温下易挥发损失 称取0 5g风干土样于内套聚四氟乙烯坩埚中 加入少许水润湿试样 再加入HNO3 1 42g mL HClO4 1 67g mL 各5mL 摇匀后将坩埚放入不锈钢套筒中 拧紧 放在180 的烘箱中分解2h 取出 冷却至室温后 取出坩埚 用水冲洗坩埚盖的内壁 加入3mLHF 1 15g mL 置于电热板上 在100 120 加热除硅 待坩埚内剩下约2 3mL溶液时 调高温度至150 蒸至冒浓白烟后再缓缓蒸至近干 按上同样操作定容后进行测定 三 高压密闭分解法 微波炉加热分解法是以被分解的土样及酸的混合液作为发热体 从内部进行加热使试样受到分解的方法 目前报道的微波加热分解试样的方法 有常压敞口分解和仅用厚壁聚四氟乙烯容器的密闭式分解法 也有密闭加压分解法这种方法以聚四氟乙烯密闭容器作内筒 以能透过微波的材料如高强度聚合物树脂或聚丙烯树脂作外筒 在该密封系统内分解试样能达到良好的分解效果 四 微波炉加热分解法 微波加热分解分为开放系统和密闭系统两种 开放系统可分解多量试样 且可直接和流动系统相组合实现自动化 但由于要排出酸蒸气 所以分解时使用酸量较大 易受外环境污染 挥发性元素易造成损失 费时间且难以分解多数试样 密闭系统的优点较多 酸蒸气不会逸出 仅用少量酸即可 在分解少量试样时十分有效 不受外部环境的污染 在分解试样时不用观察及特殊操作 由于压力高 所以分解试样很快 不会受外筒金属的污染 因为用树脂做外筒 可同时分解大批量试样 其缺点是需要专门的分解器具 不能分解量大的试样 如果疏忽会有发生爆炸的危险在进行土样的微波分解时 无论使用开放系统或密闭系统 一般使用HNO3 HCl HF HClO2 HNO3 HF HClO4 HNO3 HCl HF H2O2 HNO3 HF H2O2等体系当不使用HF时 限于测定常量元素且称样量小于0 1g 可将分解试样的溶液适当稀释后直接测定 若使用HF或HClO4对待测微量元素有干扰时 可将试样分解液蒸至近干 酸化后稀释定容 酸溶浸法 1 HCl HNO3溶浸法准确称取2 000g风干土样 加入15mL的HCl 1 1 和5mLHNO3 1 42g mL 振荡30min 过滤定容至100mL 用ICP法测定P Ca Mg K Na Fe Al Ti Cu Zn Cd Ni Cr Pb Co Mn Mo Ba Sr等 准确称取2 000g风干土样于干烧杯中 加少量水润湿 加入15mLHCl 1 1 和5mLHNO3 1 42g mL 盖上表面皿于电热板上加热 待蒸发至约剩5mL 冷却 用水冲洗烧杯和表面皿 用中速滤纸过滤并定容至100mL 用原子吸收法或ICP法测定 2 HNO3 H2SO4 HClO4溶浸法 特点 H2SO4 HClO4沸点较高 能使大部分元素溶出 且加热过程中液面比较平静 没有迸溅的危险 但Pb等易与SO42 形成难溶性盐类的元素 测定结果偏低 操作步骤 准确称取2 5000g风干土样于烧杯中 用少许水润湿 加入HNO3 H2SO4 HClO4混合 5 1 20 12 5mL 置于电热板上加热 当开始冒白烟后缓缓加热 并经常摇动烧杯 蒸发至近干 冷却 加入5mLHNO3 1 42g mL 和10mL水 加热溶解可溶性盐类 用中速滤纸过滤 定容至100mL 待测 3 HNO3溶浸法 准确称取2 0000g风干土样于烧杯中 加少量水润湿 加入20mLHNO3 1 42g mL 盖上表面皿 置于电热板或砂浴上加热 若发生迸溅 可采用每加热20min关闭电源20min的间歇加热法 待蒸发至约剩5mL 冷却 用水冲洗烧杯壁和表面皿 经中速滤纸过滤 将滤液定容至100mL 待测 4 Cd Cu As等的0 1mol LHCl溶浸法 Cd Cu操作条件 准确称取10 0000g风干土样于100mL广口瓶中 加入0 1mol LHCl50 0mL 在水平振荡器上振荡 振荡条件是温度30 振幅5 10cm 振荡频次100 200次 min 振荡1h 静置后 用倾斜法分离出上层清液 用干滤纸过滤 滤液经过适当稀释后用原子吸收法测定As的操作条件 准确称取10 0000g风干土样于100mL广口瓶中 加入0 1mol LHCl50 0mL 在水平振荡器上振荡 振荡条件是温度30 振幅10cm 振荡频次100次 min 振荡30min 用干滤纸过滤 取滤液进行测定除用0 1mol LHCl溶浸Cd Cu As以外 还可溶浸Ni Zn Fe Mn Co等重金属元素 0 1mol LHCl溶浸法是目前使用最多的酸溶浸方法 此外也有使用CO2饱和的水 0 5mol LKCl HAc pH 3 0 1mol LMgSO4 H2SO4等酸性溶浸方法 形态分析样品的处理方法 1 有效态的溶浸法 DTPA 二乙三胺五乙酸 浸提0 1mol LHCl浸提水浸提 DTPA 二乙三胺五乙酸 浸提液可测定有效态Cu Zn Fe等 浸提液的配制 其成分为0 005mol LDTPA 0 01mol LCaCl2 0 1mol LTEA 三乙醇胺 称取1 967gDTPA溶于14 92gTEA和少量水中 再将1 47gCaCl2 2H2O溶于水 一并转入1000mL容量瓶中 加水至约950mL 用6mol LHCl调节pH至7 30 每升浸提液约需加6mol LHCl8 5mL 最后用水定容 贮存于塑料瓶中 几个月内不会变质 浸提手续 称取25 00g风干过20目筛的土样放入150mL硬质玻璃三角瓶中 加入50 0mlDTPA浸提剂 在25 用水平振荡机振荡提取2h 干滤纸过滤 滤液用于分析 DTPA浸提剂适用于石灰性土壤和中性土壤 0 1mol LHCl浸提 称取10 00g风干过20目筛的土样放入150mL硬质玻璃三角瓶中 加入50 0mL1mol LHCl浸提液 用水平振荡器振荡1 5h 干滤纸过滤 滤液用于分析 酸性土壤适合用0 1mol LHCl浸提 水浸提 土壤中有效硼常用沸水浸提 操作步骤 准确称取10 00g风干过20目筛的土样于250mL或300mL石英锥形瓶中 加入20 0mL无硼水 连接回流冷却器后煮沸5min 立即停止加热并用冷却水冷却 冷却后加入4滴0 5mol LCaCl2溶液 移入离心管中 离心分离出清液备测 关于有效态金属元素的浸提方法较多 例如 有效态Mn用1mol L乙酸铵 对苯二酚溶液浸提 有效态Mo用草酸 草酸铵 24 9g草酸铵与12 6g草酸溶解于1000mL水中 溶液浸提 固液比为1 10 硅用pH4 0的乙酸 乙酸钠缓冲溶液 0 02mol LH2SO4 0 025 或1 的柠檬酸溶液浸提 酸性土壤中有效硫用H3PO4 HAc溶液浸提 中性或石灰性土壤中有效硫用0 5mol LNaHCO3溶液 pH8 5 浸提 用1mol LNH4Ac浸提土壤中有效钙 镁 钾 钠以及用0 03mol LNH4F 0 025mol LHCl或0 5mol LNaHCO3浸提土壤中有效态磷等 2 碳酸盐结合态 铁 锰氧化结合态等形态的提取 碳酸盐结合态 铁 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 残余态可交换态浸提方法 在1g试样中加入8mlMgCl2溶液 1mol LMgCl2 pH7 0 或者乙酸钠溶液 1mol LNaAc pH8 2 室温下振荡1h 碳酸盐结合态经前道工序处理后的残余物在室温下用8ml1mol LNaAc浸提 在浸提前用乙酸把pH调至5 0 连续振荡 直到估计所有提取的物质全部被浸出为止 一般用8h左右 铁锰氧化物结合态在经前道工序处理后的残余物中 加入20mL0 3mol LNa2S2O3 0 175mol L柠檬酸钠 0 025mol L柠檬酸混合液 或者用0 04mol LNH2OH HCl在20 V V 乙酸中浸提 浸提温度为96 3 时间可自行估计 到完全浸提为止 一般在4h以内 在经前道工序处理后的残余物中 加入3mL0 02mol LHNO3 5mL30 H2O2 然后用HNO3调节pH至pH 2 将混合物加热至85 2 保温2h 并在加热中间振荡几次 再加入3mL30 H2O2 用HNO3调至pH 2 再将混合物在85 2 加热3h 并间断地振荡 冷却后 加入5mL3 2mol L乙酸铵20 V V HNO3溶液 稀释至20mL 振荡30min 有机结合态 残余态经四部分提取之后 残余物中将包括原生及次生的矿物 它们除了主要组成元素之外 也会在其晶格内夹杂 包藏一些痕量元素 在天然条件下 这些元素不会在短期内溶出 残余态主要用HF HClO4分解 主要处理过程同土壤全分解方法之普通酸分解法上述各形态的浸提都在50L聚乙烯离心试管中进行 以减少固态物质的损失 在互相衔接的操作之间 用10000转 min 12000g重力加速度 离心处理30min 用注射器吸出清液 分析痕量元素 残留物用8mL去离子水洗涤 再离心30min 弃去洗涤液 洗涤水要尽量少用 以防止损失可溶性物质 特别是有机物的损失 一 有机污染物的提取 1 常用有机溶剂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 提取剂必须与样品能很好地分离 且不影响待测物的纯化与测定 不能与样品发生作用 毒性低 价格便宜此外 还要求提取剂沸点范围在45 80 之间为好还要考虑溶剂对样品的渗透力 以便将土样中待测物充分提取出来 当单一溶剂不能成为理想的提取剂时 常用两种或两种以上不同极性的溶剂以不同的比例配成混合提取剂 常用有机溶剂的极性由强到弱的顺序为 水 乙腈 甲醇 乙酸 乙醇 异丙醇 丙酮 二氧六环 正丁醇 正戊醇 乙酸乙酯 乙醚 硝基甲烷 二氯甲烷 苯 甲苯 二甲苯 四氯化碳 二硫化碳 环已烷 正已烷 石油醚 和正庚烷 溶剂的纯化 纯化溶剂多用重蒸馏法 纯化后的溶剂是否符合要求 最常用的检查方法是将纯化后的溶剂浓缩100倍 再用与待测物检测相同的方法进行检测 无干扰即可 2 有机污染物的提取振荡提取 超声波提取 索氏提取 浸泡回流法 其他方法 3 提取液的净化 使待测组分与干扰物分离的过程为净化液 液分配法 液 液分配的基本原理是在一组互不相溶的溶剂中对溶解某一溶质成分 该溶质以一定的比例分配 溶解 在溶剂的两相中化学处理法 酸处理法 碱处理法 吸附柱层析法 可用酸或水浸取 二 无机污染物的提取 第五节土壤污染物的测定 土壤中污染项目的测定 属痕量分析和超痕量分析土壤分析结果以mg kg 烘干土 表示 土壤污染物的测定实例 一 土壤水分测定土壤含水量 以便计算土壤中各种成分按烘干土为基准时的测定结果 测定方法 用百分之一精度的天平称取土样20 30g 置于铝盒中 在105 下烘 4 5h 至恒重 按下式计算水分重量占烘干土重的百分数 二 pH值 玻璃电极法测定要点 称取10g土样于烧杯中 加入无CO2蒸馏水25ml 轻摇后搅拌1分钟 放置20分钟 用pH计测量上部混浊液的pH值 土样密闭保存 防止空气中氨 二氧化碳等气体影响 注意控制水土比 三 可溶性盐分 土壤中锂 钠 钾全量测定 AAS法消化原理 HF和H2SO4或HClO4相结合法 HF能分解含有全部三种金属的硅酸盐矿物 然而 硅酸盐矿物不会完全分解 从而导致对这类元素的一种或多种含量估计偏低 所以第二种酸必须是一种氧化剂 使它能分解样品中所有的有机质 且为了把元素释放到溶液中 混酸对于分解碳酸盐也是必要的 HF酸通过F与Si反应形成SiF4而分解硅酸盐 在强酸存在下加热时 SiF4挥发 有机质可被HClO4分解 HClO4在加热或浓缩时成为一种强氧化剂 且对AAS干扰较小 称取0 1G土样于聚四氟乙烯坩埚中 用少许水润湿 并加5mlHF和0 5mlHClO4 在电热板上加热消化至有HClO4烟雾出现为止 冷却 再加5mlHF 沙浴 坩埚顶部用铂盖盖住约十分之九 蒸干 冷却 加入2ml水和数滴HClO4 加热蒸干 冷却 加入5mlHCL和5ml水 电热板加热至土样完全溶解 样品转移至50ml容量瓶 过滤 稀释定容 AAS测定K Na li全量 交换性钾测定 土壤中全钾仅有较小部分是交换性的钾 约1 是植物吸收K的主要来源 且随着植物吸收移去而耗竭 定义 可与加入土壤中的盐溶液中的阳离子进行自由交换的K离子 方法 NH4OAC提取法 10g土样于50ml离心管中 加25mlNH4OAC 振荡10分钟 离心至悬浮液澄清 取上清液 过滤 于容量瓶 定容 AAS 土壤全碳的测定 土壤全碳是有机碳和无机碳的总和 大部分有机碳存在于土壤有机质中 而无机碳则主要存在于碳酸盐矿物中 测定方法 以干烧或湿烧法将其转化为CO2 然后用重量法 滴定法 分光光度计法等 对释放出的CO2进行定量测定干烧法 在电阻炉内通O2 加热土壤 催化剂混合物 然后测定放出的CO2湿烧法 用K2Cr2O7 H2SO4和H3PO4混和物与土样在密闭系统中供给无CO2空气进行煮沸 并用球形瓶吸收CO2 土壤有机质的测定 有机质能影响到土壤的许多性质 1 土壤供给植物N P S和微量金属元素的能力 2 水分的渗透和吸持 3 能影响空气和水分间协调关系的团聚化程度和整个结构状况 4 阳离子交换量 5 土壤颜色 有机质在供给植物有效N和钝化农药过程中具有重要意义 计算 有机质 0 35 1 80 有机碳 RATHER法 称取10g土样 过40目 置于聚乙烯烧杯 加入440ml蒸馏水 然后加入34ml37 的HCL 过滤 清洗 再转入烧杯中 重复上述操作 加入HCL 和6ml48 的HF 静置悬浮液 重复操作 将土样在95 C烘箱内烘干2 3小时 称重 置于燃烧炉内 在O2流下燃烧15分钟 测定放出的CO2 土壤全氮的测定 测定方法 开氏法Kjeldahl 1983 分析样品中的有机N通过消化作用使其转化为NH4 N 随后 根据消化液用碱蒸馏所释放出的NH3来测出NH4 N 操作 将1g土样置于开氏消化瓶中 加1 1gK2SO4 催化剂混和物和3ml浓H2SO4 小心加热至清澈 此后 加热至微沸约5小时 使浓H2SO4浓缩至消化瓶颈的三分之一以下冷却 加水 过滤 转出加5mlH3BO3 指示剂 缓慢滴入NaOH 蒸馏 滴定 氮的有效性指标 定义 在根区内易被植物根系所吸收的化学形态的氮来源 肥料 生物固氮 垃圾 作物残茬 土壤有机质中的有机N的矿化作用测定方法 生物法化学法 供参考的生物指标 渍水条件下产生的氨态氮原理 以渍水条件下培养土样 并尽可能缩小试管顶部 厌氧 在培养期间 生物活性将能充分发展和保持嫌弃条件 从而可在土 水界面避免使结果偏低的硝化 反硝化作用的反应 在400C培养7天 用2MKCl和MgO蒸馏土 水混和物 测定所形成的NH4 N量 供参考的化学指标 稀CaCl2溶液在高压下加热释放出氨态氮操作 将10g土样置于50ml试管中 加25ml0 01MCaCl2 混和后置于高压釜内 加热至1210C达16小时 冷却 转移至蒸馏瓶 加入0 2 0 3gMgO 测定NH4 N量 短评 所加土样不必称重 只需测量体积即可 土壤全磷的测定 原理 土壤全磷的分析 需要把不溶性物质转化为适于比色方法的可溶性物质 NaCO3熔融法 将4 5gNaCO3和1 0g土样混和于坩锅 加热除去水分 加热 熔融 冷却 溶解熔化物于容量瓶 定容 抗坏血酸法测定全磷 以对 硝基酚做指示剂 加入5mlH2SO4和钼酸铵 定容颜色可稳定24小时 形成在890nm处最大的蓝色吸光度 土壤磷的分级 浸提步骤 1 0 1NNaOH浸提 非包裹的Al P和Fe P 2 1MNaCl和柠檬酸盐 碳酸氢钠浸提 NaOH浸提过程中被碳酸盐吸持的P 3 柠檬酸 连二亚硫酸盐 碳酸氢钠浸提 Fe氧化物和水化氧化物中包裹的P 4 1NHCl浸提 Ca P 标准溶液制备1000 g mlCu标准液的配制 将1 0克金属铜溶解在50ml1 1的硝酸溶液中 用去离子水定容至1升 1000 g mlZn标准液的配制 将1 0克金属锌溶解在50ml1 1的盐酸溶液中 用去离子水定容至1升 1000 g mlCd标准液的配制 将1 0克金属镉溶解在50ml1 1的盐酸溶液中 用去离子水定容至1升 操作步骤 土样预处理称取0 5 1g土样于聚四氟乙烯坩埚中 用少许水润湿 加入HCl在电热板上加热消化 450 防止Cd挥发 加入HNO3继续加热 再加入HF加热分解SiO2及胶态硅酸盐 最后加入HClO4加热 200 蒸至近干 冷却 用稀HNO3浸取残渣 定容同时做试剂空白试验 Cu Zn Cd标准系列混合溶液的配制 采用AAS法测定Cu Zn Cd 有效性指标 土壤元素的有效性 是元素的溶解度和溶解率的函数 在一定时间内 两者都在土壤悬浮液中影响着离子的活度且受到pH影响 通过几种浸提液可预测这些微量元素的有效性 浸提液 DTPAEDTAMgCl2 DTPA法 选择DTPA作为浸提剂 是因为它能同时鳌合Fe Mn Zn和Cu 又能获得最适宜的综合稳定常数为了防止金属元素的过量溶解 使用三乙醇胺 TEA 作为缓冲剂操作 将10克土样加入三角瓶中 加入20mlDTPA 振荡2小时 过滤 AAS分析 三 总铬 1 标准曲线绘制 用铬标准工作溶液配制标准系列 测吸光值 绘制标准曲线 2 土样消化 称取土样0 5 2g于聚四氟乙烯坩埚中 加水润湿 加HNO3及H2SO4 待剧烈反应停止后 加热至冒白烟 冷却 加入HNO3 HF继续加热至除尽HF 加水浸取 定容 同时进行全程序试剂空白实验 3 显色与测定 在酸性介质中加KMnO4将Cr3 氧化为Cr6 并用NaN3除去过量KMnO4