分光光度法测定土壤阳离子交换量的影响因素及方法优化

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第一部分:引言

样品空白、土壤ｐＨ值、浸提方法、有机质含量等是影响三氯化六氨合钴浸提－分光光度法测定土壤阳离子交换量的重要因素。本文通过影响因素的方法比对，得出测定结果的差异，优化检测过程，为土壤中阳离子交换量的检测提供方法依据。

土壤阳离子交换量是土壤中胶体所能吸附各种阳离子的总量，阳离子交换量的大小代表了土壤可保持的养分数量，即土壤保肥性的高低，是表征土壤保肥能力的重要指标。土壤阳离子交换性能对于研究污染物的环境行为有重大意义，它能调节土壤溶液的浓度，保证土壤溶液成分的多样性，因而保证了土壤溶液的“ 生理平衡”。

目前，测定土壤有效态阳离子交换量有多种检测方法，常用的测定方法为乙酸铵法，该方法测定土壤阳离子交换量时前处理时样品需要反复浸提离心并进行滴定，操作繁琐、耗时长、工作强度大，若交换、洗涤、蒸馏等过程不完全，尤其是洗涤时存在样品损失的可能，土壤样品批量分析缺乏优势，分析过程中需要多次转移和稀释溶液，方法的系统误差和不确定度较大，需要大量的乙醇溶液反复淋洗，试剂种类多且消耗量大。而三氯化六氨合钴浸提－分光光度法有实验操作相对简便、分析速度快、批量处理样品数量多、处理效率高等优点，广泛应用于生态环境监测行业。2017年环境保护部发布了《土壤阳离子交换量的测定 三氯化六氨合钴浸提－分光光度法》（HJ889－2017），本文通过对样品空白、土壤pH值、浸提方法等影响检测结果的因素进行分析比对，提出实验优化条件，为检测结果的准确可靠提供方法依据。

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第二部分：仪器与试剂

试剂和材料

去离子水、1.66cmol／L三氯化六氨合钴溶液、慢速定量滤纸、玻璃注射器及针式过滤头（0.45μｍ 和0.22μｍ）、100ｍｌ具密封盖的圆底塑料离心管等。

仪器设备

土壤筛（孔径2ｍｍ10目尼龙筛）、紫外可见分光光度计（上海美析仪器有限公司，配备10ｍｍ光程石英比色皿）、Ｌ530型医用离心机（湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）、GH－100型回旋振荡器（北京国环高科自动化技术研究院）、SI－234型电子天平（丹佛仪器有限公司，感量为0.0001ｇ）、79－1磁力加热搅拌器（金坛市科析仪器有限公司）、雷磁JB－1A 搅拌器（上海精密科学仪器）。

样品来源

本次研究样品选用5种浓度的国家有证标准物质和3种实际样品，见表1。按照HJ／ T166采集3个实际样品，每个样品采集1份，装入布袋，采样量2kg。

样品的制备

制备2种空白样品，用于分析空白样对测定结果的影响。一种用3.5000ｇ 纯水代替土壤在离心管中加入50ｍL 三氯化六氨合钴溶液，为标准方法空白样；另一种在离心管中加入50.00ｍL 三氯化六氨合钴溶液，作为优化方法空白样。

实际样品制备：将风干样品过2ｍｍ尼龙筛，充分混匀。称取3.5ｇ混匀后的样品，置于100ｍL离心管中，加入50.0ｍL三氯化六氨合钴溶液，旋紧离心管密封盖，置于振荡器上，在（20±2）℃条件，按样品提取方法进行样品振荡，振荡频率200次／min，振荡 60min，使土壤浸提液混合物在振荡过程中保持悬浮状态，以4000／min离心10min，收集上清液24ｈ内完成分析。

样品pH值调节

样品提取前，先将加入浸提液的土壤样品进行初步振荡或磁力搅拌，稍静置后测定上清液pH值，若溶液pH值为酸性，使用氢氧化钠溶液调节pH值至中性或碱性，作为优化方法，不对浸提液的土壤样品pH值进行调节，为标准方法。

样品浸提方法

采用水平振荡、磁力搅拌与水平振荡相结合的2种提取方式，用于比较2种提取方法对测定结果的影响。水平振荡方法：将加入三氯化六氨合钴溶液的样品离心管，水平放置于振荡器中进行水平振荡，为标准提取方法。磁力搅拌与水平振荡相结合的方法：在离心管中加入相同规格质量的磁力搅拌子，以２个离心管作为一对，确保配重一致，对加入三氯化六氨合钴溶液的样品进行磁力搅拌，将离心管放置于振荡器中进行水平振荡，根据浸提液悬浮状态再次结合磁力搅拌，作为优化提取方法。

标准曲线的建立

分别量取三氯化六氨合钴溶液于10.0ｍL比色管中，用去离子水定容至标线，配制成0.000、0.166、0.498、0.830、1.16、1.49 cmol／Ｌ的浓度点，在475nm和380nm处用10ｍｍ石英比色皿测定吸光度，以浓度（cmol／Ｌ）和吸光度建立标准曲线。

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第三部分: 结论

通过对土壤阳离子交换量结果产生影响的因素进行分析研究，优化了三氯化六氨合钴浸提－分光光度法分析阳离子交换量过程中的各个前处理步骤，选取50.00ｍｌ三氯化六氨合钴溶液作为实验室空白样品，酸性土在提取前需使用氢氧化钠溶液将土壤浸提液ｐＨ值调节为中性或碱性，采用磁力搅拌与水平振荡相结合的方法进行提取，离心处理的浸提液经慢速定量滤纸过滤后，比较样品与空白在380ｎｍ处吸光度值，当吸光度差值超过0.020时进行吸光度校正计算最终结果，以上优化后的方法可为开展土壤阳离子交换量的检测提供参考。

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第四部分:仪器参数

UV-1800PC双光束紫外可见分光光度计

仪器特点

* UV－1800系列采用双光束光学系统，成功实现了高精度和高可靠性测量的完美结合，可满足各种应用的要求，可用在生物研究、生物工业、药物分析、制药、教学研究、环保、食品卫生、临床检验、卫生防疫等领域

* 宽广的波长范围，可满足各个领域对波长范围的要求

* 全自动的设计理念，实现了最简单的测量手段

* 大规模集成电路的设计大大提高了系统的扩展性和可靠性

* 改良优化的光路设计、进口光源和接收器造就了系统高性能和高可靠性

* 丰富的测量方法，具有波长扫描、时间扫描、多波长测定、多阶导数测定（选）、双波长、三波长（选）DNA蛋白质测量（选）等多种测量方法，可满足不同测量的要求，并可在6英寸大屏幕上直接显示

* 根据用户的要求可选配单孔架、手动四连架、手动八连架、自动八连架、玻璃支架、试管架、1cm比色架、5cm比色架、10cm比色架等

* 测量数据可通过打印机输出，具有USB接口

* 可断电保存测量参数和数据，方便用户使用

* 可通过PC软件控制实现光谱扫描等更精确和灵活的测量要求

技术指标及基本参数

* 波长范围：190～1100nm

* 光谱带宽：1.8nm

* 波长准确度：±0.3nm

* 波长重现性：≤0.1nm

* 透射比准确度: ±0.3% τ（0-100%τ）±0.002A(0～0.5A)   ±0.003A(0.5A～1A)

* 透射比重复性：±0.15% τ（0-100%τ）±0.001A(0～0.5A)   ±0.0015A(0.5A～1A)

* 杂散光：≤0.03% τ (220nm NaI，340nm NaNO2)

* 稳定性：0.0005A/h（500nm预热后）

* 测光方式：透过率、吸光度、浓度、能量

* 波长调节：自动调节

* 光度范围：-4～4A

* 显示方式：六英寸高亮度液晶显示屏

* 检测器：进口硅光二极管

* 光源：进口氘灯，进口钨灯

* 电源：AC 220V/50Hz或110V/60Hz

* 功率：120W

* 仪器尺寸：560×450×230mm

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第五部分:关于我们

上海美析仪器有限公司(以下简称美析)，是一家具有自主知识产权的高新技术企业，美析的创业理念“科技——因你改变”，并以此为企业宗旨，不断探究、果敢创新。特别是在分析测试仪器领域，不断开发出先进的产品，使美析成为优质仪器资源的供应者。

美析主营光谱类仪器：可见分光光度计、紫外可见分光光度计、原子吸收光谱仪、原子荧光光度计、ICP-AES、ICP-MS，生命科学仪器：超微量分光光度计、全自动核酸提取仪，目前，我们的产品已广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学、医药、环保、冶金、石油、农业等领域。同时美析利用在产品机械结构、光学设计、电气应用和软件开发方面积累的丰富经验，结合市场的最新实际需求，近期将陆续推出一批全新的分析类仪器。

美析非常重视人才的引进和培养，人的因素是一个企业可持续发展的核心因素，所以美析充分尊重每一位员工，做到真正的“共建平台，实现自我”。为此美析建立了强大的培训团队，对在职员工进行全方位的培训，帮助员工制定职业生涯规划，以期公司和员工共同发展。同时美析以“家庭、敬业、学习”的职业操守启迪着员工，每一个美析人都以饱满的热情和专业的技能完，美呈现每一台仪器、服务每一位客户。对人才的重视和尊重使公司的各个环节都充满着严谨和激情，全新的设计理念、对高精度高参数的苛刻要求、应用范围的持续延伸，所有这些都在我们的产品先进性上得到了完美呈现；从原材料的严格验收，到各工艺流程的标准流水线作业，再到质检部门的严格出厂检测，美析人对生产各环节的苛刻要求使得公司建立起一套完善的过程质量控制系统，并在仪器的质量上得到有力体现。也因此使我们的产品受到国内外用户的一致好评。

美析的总部及生产基地设在上海，营销中心设在北京，并在上海、北京、江苏三地建有研发基地。为充分利用各地的智力资源，美析与国内外的部分科研单位也进行了深层次的科研合作，不断将科研成果转化为生产力。为更好的服务于广大客户，美析仪器国内设有12家办事机构，度身定制符合您需求的应用解决方案，提高产品的附加值。在不断服务国内用户的同时，美析也与20多个国家的分销机构建立了深度的战略合作关系。

伴随着美析跻身全球品牌仪器行列步伐的加快，美析对自身的要求不断提高，同时我们也希望能得到社会各界的关爱和支持，让我们携手共同展望。科技，必将因你我而改变。