“土壤与环境分析”课程中阳离子交换量测定方法的改进*
2021-07-26张大庚李双异
刘 慧,张大庚,栗 杰,李双异
(沈阳农业大学土地与环境学院,辽宁 沈阳 110866)
土壤阳离子交换量(Cation Exchange Capacity,简称“CEC”)指土壤胶体所能吸附的各种阳离子的总量,通常以每千克土壤中所含有的阳离子厘摩尔数表示[cmol(+)/kg],是分析土壤环境行为、土壤缓冲性能、土壤保肥供肥能力的重要指标,对土壤环境管理和保护具有重要意义[1-2]。目前,CEC测定中,土壤前处理主要采用静态浸出法[3]、手工或磁力搅拌法[4],而后离心、过滤。不仅所需仪器设备繁多,操作步骤烦琐,而且耗时较长。针对这一问题,相关研究[5-6]采用全自动淋洗仪进行土壤前处理,简化了前处理的步骤,缩短了实验时间。但全自动淋洗仪价格昂贵(20~30万)不适用于本科实验教学。
土壤淋滤法具有离子交换彻底、结果稳定、重复性好、成本低廉等优点,是土壤实验教学和科研中CEC测定的传统方法[7-8]。
实验原理:用中性1.0 mol/LNH4OAc溶液反复淋洗土壤,使土壤成为NH4+饱和土壤。再用950 mL/L乙醇洗去多余的NH4+,用10%的酸性NaCl溶液把NH4+从土壤胶体上置换下来,用凯氏蒸馏瓶蒸馏NaOH溶液。蒸出的氨用20 g/L的H3BO3溶液吸收,然后用标准稀酸滴定,根据NH4+的量计算CEC的量[9]。但该方法淋滤装置组装复杂,操作不当易导致实验失败;用10%酸性NaCl溶液置换土壤胶体上的NH4+这一步骤需要6~8 h,凯氏蒸馏瓶蒸馏需要15~20 min,这2个步骤使整个实验耗时较长。针对以上问题,经过反复探索研究,提出了一种对淋滤装置。改进后的淋滤装置使淋滤过程连续自动进行,降低了组装淋滤器的困难和不稳定性,提高了实验成功率;……
