有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥中有機(jī)質(zhì)檢測(cè)的因素影響

李春燕，聶少姬，呂立盈，張中冀

(梧州市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，廣西 梧州 543002)

有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥中有機(jī)質(zhì)檢測(cè)的因素影響

李春燕，聶少姬，呂立盈，張中冀

(梧州市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所，廣西 梧州 543002)

根據(jù)GB 18877-2009，采用重鉻酸鉀容量法檢測(cè)有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料中的有機(jī)質(zhì)，討論在檢測(cè)過程中，樣品稱樣量、氧化劑加入量及水浴加熱時(shí)間等因素對(duì)有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)表明，水浴加熱時(shí)間的影響最為明顯。

有機(jī)質(zhì)；容量法； 稱樣量；氧化；水浴加熱時(shí)間

有機(jī)質(zhì)是有機(jī)肥料中最重要的指標(biāo)項(xiàng)目之一，肥料中有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物作用，形成腐殖酸能改良土壤結(jié)構(gòu)，使其疏松綿軟，透氣良好，有利于作物根系的生長生育，也有助于提高土壤保水、保肥能力[1]。有機(jī)質(zhì)的檢測(cè)直接影響有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料的質(zhì)量。有機(jī)肥料中有機(jī)質(zhì)的檢測(cè)方法有重量法、容量法、比色法等。其中，重鉻酸鉀容量法被認(rèn)為是最好也是應(yīng)用最廣泛的方法之一。它操作簡(jiǎn)便、快速，重現(xiàn)性好，不受大量碳酸鹽的干擾，使用設(shè)備簡(jiǎn)單，適合于成批量的檢測(cè)工作[2]，在有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料（GB 18877-2009）、有機(jī)肥料（NY 525-2012）中均采用這種方法。方法中尿素、氯離子、亞鐵、亞錳離子的干擾可以避免，但檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性還是會(huì)受到影響。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們討論了在有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥中有機(jī)質(zhì)的檢測(cè)過程中，相關(guān)因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原理

取一定量的重鉻酸鉀及硫酸，在加熱條件下，使有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料中的有機(jī)碳氧化，剩余的重鉻酸鉀溶液用硫酸亞鐵（或硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，同時(shí)作空白試驗(yàn)。根據(jù)氧化前后氧化劑消耗量，計(jì)算出有機(jī)碳含量，將有機(jī)碳含量乘以經(jīng)驗(yàn)常數(shù)1.724換算為有機(jī)質(zhì)。

1.2 原料、試劑與儀器

原料:有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥（有機(jī)質(zhì)含量為5%，其中氯離子含量為29%）。

試劑:硫酸，硫酸溶液(1+1)，重鉻酸鉀-硫酸溶液C(1/6 K2Cr2O7)=0.8mol·L-1，重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液: C(1/6 K2Cr2O7)=0.2500mol·L-1，1,10-菲啰啉-硫酸亞鐵銨混合指示液，鋁片(CP)，硫酸亞鐵（或硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液:C(Fe2+)=0.25mol·L-1。

儀器:水浴鍋，常用實(shí)驗(yàn)室儀器。

1.3 分析步驟

稱取試樣0.1～1.0g（精確至0.0001g），放入250mL三角瓶中，準(zhǔn)確加入15.0mL重鉻酸鉀溶液和15mL硫酸，并于三角瓶口加一彎頸小漏斗，然后放入已沸騰的100℃沸水浴中，保溫30min(保持水沸騰)，取下，冷卻后，用水沖洗三角瓶，用硫酸亞鐵（或硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，被滴定溶液由橙色轉(zhuǎn)為亮綠色，最后變成磚紅色為滴定終點(diǎn)。

2 分析結(jié)果計(jì)算

有機(jī)質(zhì)含量X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以%表示，計(jì)算公式為:

式中:V0為空白試驗(yàn)時(shí)，消耗硫酸亞鐵（或硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，mL；V為測(cè)定試樣時(shí)，消耗硫酸亞鐵（或硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積，mL；C為硫酸亞鐵（或硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度，mol·L-1；m為試樣質(zhì)量，g；w為試樣中氯離子的含量，%；0.003為1/4碳的摩爾質(zhì)量，g·mol-1；1.5為氧化校正系數(shù)；1/12為與1%氯離子相當(dāng)?shù)挠袡C(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；1.724為有機(jī)碳與有機(jī)質(zhì)之間的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換系數(shù)。

2 影響因素

在有機(jī)質(zhì)檢測(cè)過程中，影響有機(jī)質(zhì)氧化的是試樣量、加入氧化劑量（硫酸、重鉻酸鉀溶液）、水浴加熱時(shí)間等因素。下面通過實(shí)驗(yàn)來討論這幾個(gè)因素對(duì)有機(jī)質(zhì)檢測(cè)的影響。

2.1 樣品稱樣量的影響

標(biāo)準(zhǔn)要求稱取0.1～1.0g樣品，但如果滴定試樣所用硫酸亞鐵（或硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量不到空白試驗(yàn)所用硫酸亞鐵（或硫酸亞鐵銨）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液用量的1/3時(shí)，則應(yīng)減少稱樣量，重新測(cè)定[3]。本試驗(yàn)分別稱量了0.10g、0.15g、0.20g、0.30g、0.40g做相應(yīng)的有機(jī)質(zhì)測(cè)定，0.40g所用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的量不及空白時(shí)所用量的1/3，故0.4g及大于0.4g不做考慮。以上樣品稱樣量的測(cè)定結(jié)果見表1（本實(shí)驗(yàn)所用硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液C=0.2671mol·L-1，氯離子為29%，空白使用硫酸亞鐵溶液為V0=46.30mL）。

表1 不同稱樣量的有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

由表1可知，樣品稱樣量不是越多越好，標(biāo)準(zhǔn)樣品的有機(jī)質(zhì)含量為5%，在不同稱樣量的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，0.2g的稱樣量得到的結(jié)果最為接近。

2.2 氧化劑的影響

根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，有機(jī)無機(jī)肥料中的有機(jī)碳完全氧化，對(duì)有機(jī)質(zhì)測(cè)定結(jié)果會(huì)起到一定作用。這里用到的氧化劑主要是濃硫酸和重鉻酸鉀。以表1為基礎(chǔ)，稱樣量為0.2g，分別加入不同量的硫酸與重鉻酸鉀，檢測(cè)結(jié)果見表2。

由表2可知，當(dāng)硫酸加入量為20mL時(shí)，得出的結(jié)果最佳。在加入少于15mL的硫酸（即10mL）及加入30mL硫酸時(shí)，檢測(cè)結(jié)果反而是偏低的，說明硫酸對(duì)有機(jī)無機(jī)肥料中有機(jī)碳的氧化能力在一定范圍內(nèi)還是有效的，把握不好反而會(huì)弄巧成拙。適宜的硫酸加入量為15～20mL。

表2 加入硫酸不同量的有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

在本法中，重鉻酸鉀的氧化能力有限（重鉻酸鉀中的Cr6+僅被還原成Cr3+），在樣品稱樣量為0.2g時(shí)，硫酸加入量為15mL，分別加入重鉻酸鉀10.0、15.0、20.0、30.0mL（相應(yīng)地做空白試驗(yàn)），發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)測(cè)定結(jié)果在15～20mL這個(gè)區(qū)域變化不明顯，在加入10mL與30mL處均未達(dá)到空白試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)溶液的1/3。重鉻酸鉀的加入量對(duì)有機(jī)質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果影響不大，所以在這里不列表說明。

2.2 氧化時(shí)間的影響

重鉻酸鉀分解有機(jī)碳的效率與反應(yīng)溫度和時(shí)間長短密切相關(guān)。這里只考慮反應(yīng)時(shí)間長短。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，稱樣量為0.2g，加入15.0mL重鉻酸鉀和15mL硫酸，放入已沸騰的100℃沸水浴中，分別水浴加熱30min、45min、60min、75min、90min、120min，檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 不同水浴時(shí)間的有機(jī)質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

由表3可知，在稱樣量、加入重鉻酸鉀和硫酸量都一樣的條件下，水浴加熱時(shí)間在75～90min得出的檢測(cè)結(jié)果最接近標(biāo)準(zhǔn)值。這說明在100℃沸水浴中，加熱時(shí)間在30～90min時(shí)，肥料中的有機(jī)碳被氧化得較完全，加熱到120min時(shí)，效果雖然也有，但也沒有在75～90min中顯著，考慮到時(shí)間成本，建議75～90min為最佳水浴加熱時(shí)間。

2.4 其他因素影響

2.4.1 硫酸亞鐵的影響

硫酸亞鐵由于受空氣中氧的影響，濃度易發(fā)生變化。為避免這種情況，在配制好硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，使用棕色瓶貯存，并在溶液中加入2片分析純鋁片，以保持溶液濃度的長期穩(wěn)定。每次臨用前，用重鉻酸鉀基準(zhǔn)溶液標(biāo)定后再使用，以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2.4.2 鄰啡羅啉指示劑的影響

鄰啡羅啉是一種絡(luò)合顯色劑，既能與低價(jià)鐵絡(luò)合，又能與高價(jià)鐵絡(luò)合，不同價(jià)態(tài)的鐵絡(luò)合時(shí)顯現(xiàn)不同的顏色。鄰啡羅啉在強(qiáng)酸性條件下變色才明顯，與空氣長時(shí)間接觸會(huì)失效，因此，它也要儲(chǔ)存于棕色試劑瓶保存。

3 結(jié)論

根據(jù)GB 18877-2009，采用重鉻酸鉀容量法檢測(cè)有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料中的有機(jī)質(zhì)，分別對(duì)檢測(cè)過程中樣品稱樣量、氧化劑的加入量、水浴加熱時(shí)間等因素做了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，稱樣量為0.15～0.20g，加入硫酸15～20mL，水浴加熱時(shí)間75～90min，都能得到比較高的檢測(cè)結(jié)果，而75～90min的水浴加熱時(shí)間的檢測(cè)結(jié)果最佳。這對(duì)有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥料的檢測(cè)應(yīng)該具有實(shí)際幫助作用。

[1] 劉桂瓊. 有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料中有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)[J].凱里學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，29(3):59-60.

[2] 馬曉君.肥料中有機(jī)質(zhì)的測(cè)定及問題[J].甘肅科技，2013，29(24):60-63.

[3] GB 18877-2009，有機(jī)-無機(jī)復(fù)混肥料[S].

Influence Factors of Organic Matter Detection in Organic-inorganic Compound Fertilizer

LI Chun-yan, NIE Shao-ji, LYU Li-ying, ZHANG Zhong-ji
(Wuzhou Product Quality Inspection Institut e, Wuzhou 543002, China)

According to GB 18877-2009, organic matter in organic-inorganic mixed organic fertilizers was detected by potassium dichromate volumetric method. The effect of sample quantity, oxidizer addition and water bath calefaction time on the detection results, were discussed. Experiments showed that the effect of water bath heating time was the most obvious.

organic matter; volumetric method; sample quantity; oxidation; water bath calefactiion time

O 656.34

A

1671-9905(2015)04-0044-03

2015-02-02