孙波

摘 要：本文主要对气相色谱法测定有机肥料中的水分流失情况进行了深入的探讨和详细的研究，同时分别从色谱条件、主要仪器、试剂系列矫正标准溶液的配置、提取溶剂和内标物的选择以及气相色谱分离条件的优化等方面进行了简单的赘述。希望能够为同行业工作者提供有效参考，从而进一步的促进该行业的不断发展与优化。

引言

对有机肥料而言，水分含量是有机肥料质量中的一个关键因素。既影响着配料的发酵速度和品质，还关系着有机肥料的重金属含量等问题。因此，水分含量是堆肥产物和商品有机肥料中的一个重要的质量评价指标。由此可见，对于有机肥料中水分含量的测定具有极其重要的意义和价值。在测定肥料水分含量时，可以采用烘箱干燥法和卡尔费休法。然而，这两种方法在实际应用中有着各自的优势和不足。比如，烘箱干燥法并不适用于干燥过程中产生的非水分挥发性物质的检测，而卡尔费休法在检测过程当中所用到的检测物质具有一定的毒性，并且测定水分过程当中干扰物质也相对较多，并不适用于含有氧化剂、还原剂等物质的肥料检测。现阶段情况下，我国在有机肥料生产原料方面变得越来越多元化和丰富化。除传统的园艺作物秸秆和养殖业废弃物等材料外，还增加了绿泥芦荟等新的生产原料种类。然而，多种类型的生产原料使有机肥料的品种性质存在着较大的差异性，这就使烘箱干燥法和卡尔费休法测定有机肥料水分具有更多的不确定因素。在这一背景之下，必须要快速地建立一种检测速度快、准确性高的测定有机肥料中水分的含量的新方法。

1、实验部分

1.1实验中的主要仪器和试剂

本实验采用的气相色谱仪为GC9890A 型，热导检测器生产厂家为上海凌华仪器有限公司，超声波清洗器型号KQ–300ES，由昆山市超声仪器有限公司生产。电子分析天平型号为ME 204，感量为 0.1 mg，生产厂家为瑞士梅特勒托利多公司。低速离心机是上海安亭科学仪器厂所产的TDL–60B 型。除此之外，还采用了分析纯和农残级异丙醇。在实验过程当中用到的气密小瓶为20ml，实验用水为二级水。

1.2色谱条件

本实验采用的色谱柱为porapad-Q多孔高分子小球不锈钢填充柱。柱头压力为0.04MPa。柱体初始温度为100℃。在3min之后会以20℃/min的速度升至180℃，保持7min。在检测过程当中热导检测器温度为200℃，电流为120 mA，进样体积为1μL。

1.3系列校正标准溶液的配置

在实验过程当中操作人员用移液管按顺序分别移取异丙醇、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺到带隔垫帽的气密小瓶（或色谱顶空瓶）中来配制标准样品。之后再准确地称量气密小瓶的质量，在操作过程当中要注意不可使样品沾到小瓶上。在记录加入水的质量过程当中，要将数量精确到0.1mg。之后在同一气密小瓶中依次加入0.9g异丙醇，0.1g甲醇，分别记录异丙醇和甲醇的净质量数值，精确到0.1mg。选取适当的N，N-二甲基甲酰胺，把每个标准样品稀释到15 mL，在盖好瓶盖之后分别记录上述物质的净质量，精确到0.1mg。将这些物质摇匀，便得到水的矫正标准溶液。除此之外，另取气密小瓶并在其中加入同样量的异丙醇、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺，但不加水，以此作为空白对照。下表1为有机肥料中水的校正标准溶液表。

对有机肥料样品进行多次缩分，迅速研磨至可以通过1.0 mm筛子，置于洁净的干燥瓶中充分混匀。分别称取1.0～1.5 g的样品于配置好的系列标准溶液中，精确到0.1mg。把装有样品的小瓶超声震荡15min，静置5 min，使其沉淀，然后吸取样品中的上清液备用。

2、结果与讨论

2.1提取溶剂和内标物的选择

甲醇、乙醇、异丙醇、N，N-二甲基甲酰胺的极性相对较大，相对分子质量较小。因此，能够与水以任意比例互溶，是气相色谱法测定水分时的常用试剂。通过对甲醇、乙醇、异丙醇等实验室常用的有机溶剂进行分离效果比较，可得出不同物质在色谱条件下的分离效果图。如下图1所示：

从图1可以看出，甲醇和异丙醇的出峰位置较为平缓，并且保留时间和水分的保留时间相近。所以，甲醇和异丙醇都能够作为内标物，本实验选择甲醇作为内标物。而 N，N-二甲基甲酰胺出峰时间最晚，因此可将其作为提取溶剂。等到所有目标峰出完后，可以调高色谱柱温度，以加快 N，N-二甲基甲酰胺出峰时间，从而在此基础之上缩短整个检验时间。

2.3气相色谱分离条件的优化问题

根据仪器条件，为了对色谱分离条件进一步优化，理论上可通过使用较高的初始柱温，加快不同色谱组分的出峰时间，来缩短相关工作人员的实验分析时间。但是，实验过程中发现较高的初始柱温条件下，水分和甲醇会产生基线重叠的现象，导致分离效果较差;如果选用较低的初始柱温，则会导致各色谱组分出现色谱峰拖尾现象。因此，通过对不同条件试验分析，最后选择1.2中的色谱条件，在选择最佳初始柱温保持3min后，再使柱体温度持续升高，以获得良好的分离目标物。其中水的保留时间为0.600min，甲醇的保留时间为1.444min，异丙醇保留时间为5.742 min。

3、结论

该实验通过以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，甲醇为内标物，建立了测定有机肥料中水分含量的气相色谱检测方法。通过该实验方法可以证明：该实验精密度良好，检测过程当中的分析速度相对较快，并且检测结果较为稳定和精准，能够充分的弥补烘箱干燥法以及卡尔费休法在实验过程当中的不足之处。能够较好地适用于有机肥料的质量检测工作。因为溶剂中含有水分，因此采用上述方法测定水分含量较低的样品时会产生一定的误差，所以在进行测定之前相关工作人员必须要针对实验过程当中所使用到的溶剂进行水分的考察验证，从而使其能够尽可能地采用水分较低的试剂进行实验。除此之外，相关工作人员在进行水分含量测试时还应该适当地增加样品的称量次数，从而尽可能地让待测溶液的浓度处于标准曲线的中间，进而在此基础之上有效地提高检测质量。

参考文献：

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