專利名稱：沉積物總氮、總磷聯合測定分析方法
技術領域：
本發明涉及一種沉積物、土壤總氮總磷測定的技術方法，具體的說是樣品一次性聯合消解，波長掃描確定最佳吸收峰，扣除背景值，快速、準確測定沉積物總氮、總磷的方法。
背景技術：
許多研究資料表明，總氮、總磷的含量與湖泊的富營養化程度呈正相關關系。而湖泊沉積物是水環境中污染物的總匯，進入湖泊水體中的污染物質大部分沉積于湖泊底泥中，因此，湖泊沉積物是流域環境變化及人類對環境影響的檔案記錄，可以通過湖泊沉積物重建湖泊的污染歷史。同時沉積物中的營養鹽也是湖泊水體富營養化的內負荷。在外源減少或控制外源的情況下，沉積物內負荷將在一定長的時間內阻止或延遲湖泊水質的治理效果，因此，要想有效防治水體富營養化，測定江、湖、河、庫、海等水體底部沉積物中總氮、總磷就非常必要。
近百年來，測定沉積物、土壤總氮一般沿用凱氏法或在凱氏法基礎上作些改進，但此法操作繁瑣，消解時間長，耗電量大，還需要用大量強酸強堿。測定總磷經常使用Na2CO3溶融法，這就需要使用鉑坩鍋，但因鉑坩鍋價格昂貴，后改用NaOH在銀坩鍋中溶融，目前常采用的是在高溫爐進行的酸融法。這兩項測定都需要數小時的高溫、高壓消解步驟。由于消解的溫度、時間、試劑均對消解有較大影響，而且過硫酸鹽溶液不能久放，幾乎每次測定都需要同時制作標準曲線，因此總氮和總磷的分別測定費時、耗力、繁瑣，如一個人同時承擔這兩個項目大批量樣品的測定感到非常困難。過硫酸鹽氧化法測定水中總氮、總磷已被廣泛運用，但該法用于測定沉積物總氮、總磷近年來國外也有報道，由于沉積物成分的復雜性導致消化液對光的吸收背景，與水樣就有所不同，如果仍然選擇在220nm和275nm兩波長測定，結果往往很不理想，必須對它的消解液必須進行波長掃描，避開消解液本身敏感吸收區，確定最佳吸收波長，扣除背景值，才能得到準確的測量結果。
發明內容
針對當前總氮、總磷消解測定存在的上述問題，本發明的目的是改變傳統分析方法，提供一種快速、準確、測定沉積物、土壤總氮總磷分析方法。利用該方法，可以進行樣品總氮總磷的一次性聯合消解，省時省力，給操作帶來很大便利。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
一種沉積物總氮、總磷聯合測定分析方法，其特征在于它包括以下步驟(1)將采集的新鮮樣品干燥、粉碎、過篩，徹底混勻，稱取一定量置于消化容器(比色管)中待用。本發明中，樣品為采集后進行冷凍干燥或自然風干樣品，研磨后過80～100目篩，消解測定量要小于消化稱量高限，消化稱量高限由下式表示消化稱量高限＝[水樣高限(20μg/ml)÷C/N×消化劑用量(ml)]/總氮含量(μg/mg)。
(2)配制消化劑，往稱量好樣品的消化容器中加入消化劑，定容，混勻。消化劑一般采用堿性過硫酸鉀(K2S2O8)，配比為每升含K2S2O820g和NaOH 3g。
(3)將消化容器內的消化液進行高溫消解，冷卻后取出。消化容器應塞緊磨口塞，用紗布裹好，置于高壓蒸汽鍋中高溫消解，消解溫度為120～124℃，消解時間30min左右。
(4)以空白為對照，吸取消化上清液進行190～290nm紫外波長掃描，確定最佳吸收波長和背景值。采用上清液進行190～290nm波長掃描，可以避開敏感吸收區，選擇標準曲線和樣品都共有且明顯分開的平滑上升曲線區域為最佳吸收波長。
(5)繪制氮的標準曲線，在最佳吸收波長處測定樣品吸光度，根據標曲計算得到樣品總氮量，本發明中最佳吸收波長為210nm。
(6)吸取消化上清液，加入顯色劑定容顯色，以空白為對照，650～750nm波長掃描，測定最佳吸收波長。顯色劑為氧化亞錫或鉬酸銨-酒石酸銻鉀與抗壞血酸混和液，顯色溫度在20～40℃之間，顯色30～60min，所有樣品顯色時間與標準曲線相同，650～750nm波長掃描確定最佳吸收波長。
(7)繪制磷的標準曲線，在最佳吸收波長處測定吸光度，根據標曲計算得到樣品總磷量。本發明中最佳吸收波長為710nm。
本發明采用過硫酸鹽聯合消解法來測定沉積物、土壤總氮、總磷，不僅能夠一次消解就能同時進行總氮、總磷的測定，測量結果準確，而且整個操作過程簡單，節省化學試劑，省時省力，在大批量的樣品分析中可以提高工作效率。
四、說明書附1是測定總氮時本發明中部分樣品消化液190～290nm波長掃描圖；
圖2是測定總磷時本發明中部分樣品消化液650～750nm波長掃描圖。
五具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明。
取10種不同樣品(沉積物4個，土壤6個)進行總氮、總磷的測定，每個樣品做3個平行。將采集的新鮮樣品冷凍干燥、粉碎、研磨后過80～100目篩，徹底混勻，稱取一定量置于比色管中待用。
1、藥品配制(1)混和氮、磷標曲使用液配制，每毫升使用液中含氮10μg，含磷5μg；(2)堿性過硫酸鉀溶液配制，20g K2S2O4和3g NaOH，溶于無氨水定容至1000ml；(3)顯色劑溶液配制，抗壞血酸溶液，鉬酸鹽溶液配制見國標水質總磷的測定[GB11893-89]；2、樣品消解(1)在50ml比色管中分別加入0ml、1ml、2ml、3ml、4ml、6ml和8ml氮、磷標曲使用混和液；(2)稱量20mg待測樣品放入比色管中；(3)往比色管中加入堿性過硫酸鉀溶液25mL，無氨水稀釋至50mL；(4)塞緊比色管的磨口塞，用紗布及棉繩扎緊管塞，將比色管置于壓力鍋中，121℃加熱30min，冷卻后取出；3、樣品測定(1)總氮測定吸取消化上清液放入1cm石英比色皿中，以空白為參比，進行190～290nm紫外波長掃描，得到附
圖1。選擇200～220nm比較平滑上升區域中間點210nm為最佳吸收波長，250～290nm之間幾乎吸收峰沒有變化，選折中間波長為背景值，確定最佳吸收波長210nm和背景值波長275nm，測量吸光值，繪制校準曲線回歸方程y＝0.0111x+0.0119，相關系數R＝0.9964，及得出樣品中總氮含量，見表1。
(2)總磷測定吸取10ml消化上清液放入另一比色管中，加入1ml抗壞血酸2ml鉬酸鹽溶液，用無氨水稀釋至25ml，混勻，溫度在25℃左右，顯色30min，吸取上述溶液放入1cm玻璃比色皿中，以空白為參比，進行650～750nm波長掃描，得到附圖2。總磷測定中，磷鉬雜多酸以抗壞血酸還原，雜多酸在690～730nm有明顯寬系峰系，最大峰值在710nm，確定最佳吸收波長710nm，測量吸光值，繪制校準曲線的回歸方程y＝0.0044x+0.0006，相關系數R＝0.9992，及得出樣品中總磷的含量，見表1。
表1 十種不同來源樣品測量結果
4、本發明過硫酸鹽聯合消解法與傳統分析(凱氏法測氮與酸溶法測磷)方法結果比較把上述10個不同樣品(4個湖泊沉積物6個土壤樣品)，每個樣品做3個平行，傳統方法測定總氮、總磷，結果與本發明上述結果用線性回歸方程附于表2。
表2 過硫酸鹽聯合消解法與傳統分析方法結果比較
結果表明使用本發明所述過硫酸鹽聯合消解法測定沉積物總氮、總磷與傳統分析方法測定結果基本相符，因而本發明可行。
權利要求
1.一種沉積物總氮、總磷聯合測定分析方法，其特征在于它包括以下步驟(1)將采集的新鮮樣品干燥、粉碎、過篩，徹底混勻，稱取一定量置于消化容器中待用；(2)配制消化劑，往稱量好樣品的消化容器中加入消化劑，定容，混勻；(3)將消化容器內的消化液及樣品進行高溫消解，冷卻后取出；(4)以空白為對照，吸取消化上清液進行190～290nm紫外波長掃描，確定最佳吸收波長和背景值；(5)繪制氮的標準曲線，在最佳吸收波長處測定樣品吸光度，根據標曲計算得到樣品總氮量；(6)吸取消化上清液，加入顯色劑定容顯色，以空白為對照，650～750nm波長掃描，確定最佳吸收波長；(7)繪制磷的標準曲線，在最佳吸收波長處測定吸光度，根據標曲計算得到樣品總磷量。
2.根據權利要求1所述的沉積物總氮、總磷聯合測定分析方法，其特征在于步驟(1)中，樣品為采集后進行冷凍干燥或自然風干樣品，研磨后過80～100目篩，消解測定量要小于消化稱量高限，消化稱量高限＝[水樣高限(20μg/ml)÷C/N×消化劑用量(ml)]/總氮含量(μg/mg)。
3.根據權利要求1所述的沉積物總氮、總磷聯合測定分析方法，其特征在于步驟(2)中，消化劑采用堿性過硫酸鉀，配比為每升含K2S2O820g和NaOH3g。
4.根據權利要求1所述的沉積物總氮、總磷聯合測定分析方法，其特征在于步驟(3)中，消解前應塞緊消化容器的磨口塞，用紗布裹好，可置于高壓蒸汽鍋中高溫消解；消解溫度為120～124℃，消解時間30min。
5.根據權利要求1所述的沉積物總氮、總磷聯合測定分析方法，其特征在于步驟(4)中，上清液進行190～290nm波長掃描，避開敏感吸收區，選擇標準曲線和樣品都共有且明顯分開的平滑上升曲線區域為最佳吸收波長。
6.根據權利要求1所述的沉積物總氮、總磷聯合測定分析方法，其特征在于步驟(6)中，顯色劑為氧化亞錫或鉬酸銨-酒石酸銻鉀與抗壞血酸混和液，顯色溫度在20～40℃之間，顯色30～60min，所有樣品顯色時間與標準曲線相同，650～750nm波長掃描確定最佳吸收波長。
全文摘要
本發明公開了一種沉積物、土壤總氮總磷測定分析方法，首先將采集的新鮮樣品干燥、粉碎、過篩，徹底混勻，稱一定量置于消化容器中待用；往稱量好樣品的消化容器中加入消化劑，混勻；塞緊磨口塞，用紗布裹好，置于高壓蒸汽鍋中高溫消解，冷卻后取出；吸取消化上清液進行190～290nm波長掃描，確定最佳吸收波長和背景值；測量吸光值，得到總氮；吸取消化上清液，加入顯色劑定容顯色，650～750nm波長掃描，確定最佳吸收波長，測定吸光度，得到總磷。本發明樣品一次性聯合消解、波長掃描確定最佳吸收峰，快速、準確測定沉積物總氮、總磷。該方法特別適用于江、湖、河、庫、海等水體底部的沉積物以及土壤中總氮、總磷的聯合測定。
文檔編號G01N1/28GK1869656SQ200610085999
公開日2006年11月29日 申請日期2006年6月16日 優先權日2006年6月16日
發明者楊柳燕, 趙興青, 肖 琳, 蔣麗娟, 尹大強, 于振洋, 朱昊巍, 樊啟慧, 詹忠, 肖元庚 申請人:南京大學