一、方法要點
本方法適用于各種類型土壤中氟的生物(植物)有效態的化學提取分析。
提取劑采用電導率為18.2MΩ/cm的二次去離子水。提取液中氟的濃度可用氟離子選擇電極法進行測定。
二、試劑
(1)NaOH,優級純。
(2)冰乙酸,分析純
(3)檸檬酸鈉,分析純。
(4)電導率為18.2MΩ/cm的二次去離子水(或 Millipore超純水)
(5)氟的標準貯備溶液,1000mg/kg。
三、主要儀器
(1)氟離子選擇電極。
(2)pH計。
(3)精確度0.001g的分析天平
(4)翻轉型振蕩機。
(5)離子計,0.1mV。
(6)飽和甘汞電極。
(7)磁力攪拌器。
(8)50ml塑料燒杯。
(9)250ml聚乙烯試劑瓶。
(10)100ml容量瓶。
四、測定步驟
(一)土樣的準備
1.樣品的收集與制備
將現場采集的土壤收集到玻璃瓶或無吸附作用的其他容器中,土樣運回實驗室后,首先剔除土壤中的雜物(砂礫、石塊、木棒、雜草、植物殘根,昆蟲尸體和石塊等)和新生體(如錳結核、石灰結核等),并將土壤進行風干處理(注:風干樣品最容易處理。此外,風干樣品能抑制微生物活動和某些化學變化,稱重相對穩定,便于長期儲存)。
2.土壤風干
風干土壤時,應在室內將土塊打碎,將土壤平鋪在墊襯有干凈白紙的晾曬板或木板上自然風干,嚴禁暴曬。當樣品達到半干狀態時,將大塊土打碎,以免結成硬塊。風干室力求干燥通風,風干溫度30~35℃,風干時間一般3~7天。盡量防止氨、硫化氫、二氧化硫或其他酸、堿氣體及灰塵的浸入,在風干過程中,隨時揀掉石礫、動植物殘體。
3.土壤磨細與過篩
將風干土用木棒壓碎,首先需過孔徑為2mm的尼龍篩,過篩的土壤必須經過反復磨碎,過篩,直至僅有少量沙粒方可放棄,對進行氟分析的樣品應再過100目細篩。
4.土壤樣品的貯存
將過2mm篩且充分混勻后的樣品,裝入玻璃廣口瓶或塑料袋中,內外各具標簽一張寫明編號,采樣地點,土壤名稱,深度、篩孔數,采樣日期和采樣人等項目。所有的樣品編號都須按編號注冊登記。并妥善貯存,避免日光、高溫、高濕、高熱和有害物質的污染。直至全部分析工作結束,分析結果檢查核實無誤后,方可放棄。長期性研究的項目土樣可長期保存,以便核查或補充其他分析項目之用。
(二)試劑的制備
(1)6mmol/ NaoH溶液,稱取優級純NaOH 240g溶于水中,稀釋至1L。
(2)總離子強度緩沖劑(TISAB),稱取分析純冰乙酸58ml和分析純檸檬酸鈉12g于300ml水中,攪拌溶解后,用6mmol/ NaOH溶液調節pH至5.2,冷卻后稀釋至1L。
(三)標準曲線的繪制
(1)取1000mg/L氟標準貯備液10.00ml于100l容量瓶中,以水定容,即100mg/L氟標準溶液;
(2)取5個100ml容量瓶,分別加入100mgL氟標準溶液0.10ml、0.20ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml,加水定容,配制0.1mg/L、0.2mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L系列氟標準溶液;
(3)依次由稀至濃分別吸取系列標準溶液10.00ml于50ml塑料燒杯中,加入總離子緩沖劑10.00ml,置于磁力攪拌器上,在25℃恒溫條件下插入氟離子選擇電極和飽和甘汞電極;
(4)在磁力攪拌下,觀察電位值,待離子計電位值讀數穩定后,在繼續攪拌下讀取電位值E(mV),以電位值E(mV)為縱坐標氟離子濃度的負對數為橫坐標,繪制標準曲線。
(四)待測液的制備
(1)稱取通過2mm篩(100目篩)的風干土1.00g于250ml聚乙烯試劑瓶中,加入50ml二次去離子水;
(2)樣品于翻轉型振蕩機上常溫(25℃),120r/min振蕩30n后,靜止放置過夜;
(3)吸取上清液10.00ml于50ml塑料燒杯中,加入總離子強度緩沖劑10.00ml;
(4)以下同標準曲線繪制的操作步驟。讀取電位值(mV),在標準曲線上查得氟含量。
五、結果計算
W=c×r/(1-f)
六、質量控制和質量保證
(1)采用風干土提取時需測定土壤含水量。具體做法是:稱1.00g風干土在烘箱中(105±2)℃下烘干8h后,將樣品取出置于恒溫干燥器中1h后稱重,然后,將樣品重新放回烘箱中(105±2)℃下再烘干1h,干燥,稱重,重復上述過程,直至恒重(恒重的標準為兩次稱重的結果小于0.01)。
(2)NaNO3試劑為分析純,試驗用硝酸為優級純,所有溶液和稀釋用水均為二次去離子水(Millipore超純水,18.2MΩcm-1)。
(3)所有試驗用玻璃和塑料器皿在使用前,需在10%HNO3(v/v)酸缸里浸泡過夜,然后用自然水沖洗干凈,再用二次去離子水漂洗3次。
(4)氟電極在使用前應在水中浸泡數小時(活化),不能在含氟量較高的溶液中浸泡。應保證氟電極膜表面的清潔,如被污染,可用乙醇輕輕擦洗,再放入純水中洗凈。
(5)繪制標準曲線時,氟濃度由稀至濃,每次測定后電極不必洗至空白值,但測樣品時,每次均應將電極洗至空白,再測定下一個樣品。
(6)要保證標準溶液和樣品的測定溫度一致,否則會因溫度差異造成測定值差異。
(7)當樣品氟濃度不大于10-4mol/L時,溶液中活度與濃度近似相等,不需要校正;當濃度不小于10-3mol/L時,必須進行活度系數校正。
(8)根據 Nernst方程,當濃度改變10倍,電位只改變59.16mV(25℃)即理論斜率為59.16,據此可知氟電極的性能。一般實際工作中,電極標準曲線斜率不小于57mV時,即認為該電極性能良好,否則需要查明原因。