HJ 717-2014 土壤质量 全氮的测定 凯氏法.pdf

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1、中华人民共和国国家环境保护标准 HJ 7172014 土壤质量 全氮的测定 凯氏法 Soil qualityDetermination of total nitrogen Modified Kjeldahl method 2014-11-27发布 2015-01-01实施 环 境 保 护 部 发 布 HJ 7172014 i 中华人民共和国环境保护部 公 告 2014年 第77号 为贯彻中华人民共和国环境保护法，保护环境，保障人体健康，规范环境监测工作，现批准固 体废物 酚类化合物的测定 气相色谱法等七项标准为国家环境保护标准，并予发布。 标准名称、编号如下： 一、固体废物 酚类化合物的测定

2、气相色谱法（ HJ 7112014）； 二、固体废物 总磷的测定 偏钼酸铵分光光度法（ HJ 7122014）； 三、固体废物 挥发性卤代烃的测定 吹扫捕集/气相色谱-质谱法（ HJ 7132014）； 四、固体废物 挥发性卤代烃的测定 顶空/气相色谱-质谱法（ HJ 7142014）； 五、水质 多氯联苯的测定 气相色谱-质谱法（ HJ 7152014）； 六、水质 硝基苯类化合物的测定 气相色谱-质谱法（ HJ 7162014）； 七、土壤质量 全氮的测定 凯氏法（ HJ 7172014）。 以上标准自 2015 年 1 月 1 日起实施，由中国环境出版社出版，标准内容可在环境保护部网站

3、（）查询。 特此公告。 环境保护部 2014年11月27日 HJ 7172014 ii HJ 7172014 iii 目 次 前 言.iv 1 适用范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 方法原理.1 5 试剂和材料.1 6 仪器设备.2 7 样品.3 8 分析步骤.3 9 结果计算与表示.4 10 精密度和准确度.5 11 质量保证和质量控制.5 12 废物处理.5 附录A（资料性附录） 精密度和准确度.6 HJ 7172014 iv 前 言 为贯彻中华人民共和国环境保护法，保护环境，保障人体健康，规范土壤中全氮的测定方法， 制定本标准。 本标准规定了测定土壤样品中全氮含量

4、的凯氏法。 本标准为首次发布。 本标准附录A为资料性附录。 本标准由环境保护部科技标准司组织制订。 本标准主要起草单位：天津市环境监测中心。 本标准验证单位：国家环境保护恶臭污染控制重点实验室、农业部环境保护科研监测所、天津市河 东区环境监测站、天津市塘沽区环境监测站、天津市东丽区环境监测站和天津市河北区环境监测站。 本标准由环境保护部2014年11月27日批准。 本标准自2015年1月1日起实施。 本标准由环境保护部解释。 HJ 7172014 1 土壤质量 全氮的测定 凯氏法 警告：本方法所使用的试剂具有一定的腐蚀性，操作时应尽量避免与这些化学品的直接接触， 样品消解过程应在通风橱中进行；

5、热的高氯酸与有机物接触易爆炸，因此消解后的溶液必须冷却 后再加入高氯酸。 1 适用范围 本标准规定了测定土壤样品中全氮含量的凯氏法。 本标准适用于土壤中全氮的测定。 当取样量为1 g时，本标准的方法检出限为48 mg/kg。 2 规范性引用文件 本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是未注明日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 HJ 537 水质 氨氮的测定 蒸馏-中和滴定法 HJ 613 土壤 干物质和水分的测定 重量法 HJ/T 166 土壤环境监测技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 全氮 total nitrogen 指在本标准规定的条件下，能测定的样品中氮含量的总

6、和，包括有机氮（如蛋白质、氨基酸、核酸、 尿素等）、硝态氮、亚硝态氮以及铵态氮，还包括部分联氮、偶氮和叠氮等含氮化合物。 4 方法原理 土壤中的全氮在硫代硫酸钠、浓硫酸、高氯酸和催化剂的作用下，经氧化还原反应全部转化为铵态 氮。消解后的溶液碱化蒸馏出的氨被硼酸吸收，用标准盐酸溶液滴定，根据标准盐酸溶液的用量来计算 土壤中全氮含量。 5 试剂和材料 本标准所用试剂除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂，实验用水为无氨水 （5.1）。 5.1 无氨水 每升水中加入 0.10 ml 浓硫酸（5.2）蒸馏，收集馏出液于具塞玻璃容器中，也可使用新制备的去 离子水。 5.2 浓硫酸：r（H

7、2SO4）=1.84 g/ml，优级纯。 HJ 7172014 2 5.3 浓盐酸：r（HCl）=1.19 g/ml。 5.4 高氯酸：r（HClO4）=1.768 g/ml。 5.5 无水乙醇：r（C2H6O）=0.79 g/ml。 5.6 硫酸钾（K2SO4）。 5.7 五水合硫酸铜（CuSO45H2O）。 5.8 二氧化钛（TiO2）：优级纯。 5.9 五水合硫代硫酸钠（Na2S2O35H2O）。 5.10 氢氧化钠（NaOH）：优级纯。 5.11 硼酸（H3BO3）：优级纯。 5.12 无水碳酸钠（Na2CO3）：基准试剂。 5.13 催化剂：200 g硫酸钾（5.6）、 6 g五水合

8、硫酸铜（5.7）和6 g二氧化钛（5.8）于玻璃研钵（6.2） 中充分混匀，研细，贮于试剂瓶中保存。 5.14 还原剂：将五水合硫代硫酸钠（5.9）研磨后过0.25 mm（60目）筛（6.3），临用现配。 5.15 氢氧化钠溶液：r（NaOH）=400 g/L。 称取400 g氢氧化钠（5.10）溶于500 ml水中，冷却至室温后稀释至1 000 ml。 5.16 硼酸溶液：r（H3BO3）=20 g/L。 称取20 g硼酸（5.11）溶于水中，稀释至1 000 ml。 5.17 碳酸钠标准溶液：c（1/2 Na2CO3）=0.050 0 mol/L。 称取2.649 8 g（于250烘干4h

9、并置干燥器中冷却至室温）无水碳酸钠（5.12），溶于少量水中， 移入1 000 ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。贮于聚乙烯瓶中，保存时间不得超过一周。 5.18 甲基橙指示液：r =0.5 g/L。 称取0.1 g甲基橙溶于水中，稀释至200 ml。 5.19 盐酸标准贮备溶液：c（HCl）0.05 mol/L。 用分度吸管吸取4.20 ml浓盐酸（5.3），并用水稀释至 1 000 ml，此溶液浓度约为0.05 mol/L。其准 确浓度按下述方法标定： 用无分度吸管吸取 25.00 ml 碳酸钠标准溶液（5.17）于 250 ml 锥形瓶中，加水稀释至约 100 ml， 加入 3 滴甲基

10、橙指示液（5.18），用盐酸标准贮备溶液滴定至颜色由橘黄色刚变成橘红色，记录盐酸标 准溶液用量。按式（1）计算其准确浓度： 25.000.0500c V = （1） 式中：c盐酸标准溶液浓度，mol/L； V盐酸标准溶液用量，ml。 5.20 盐酸标准溶液：c（HCl）0.01 mol/L。 吸取50.00 ml盐酸标准贮备溶液（5.19）于250 ml容量瓶中，用水稀释至标线。 5.21 混合指示剂：将0.1 g溴甲酚绿和0.02 g甲基红溶解于100 ml无水乙醇（5.5）中。 6 仪器设备 6.1 研磨机。 6.2 玻璃研钵。 6.3 土壤筛：孔径2 mm（10目）； 0.25 mm（6

11、0目）。 6.4 分析天平：精度为0.000 1 g和0.001 g。 6.5 带孔专用消解器或电热板（温度可达400）。 HJ 7172014 3 6.6 凯氏氮蒸馏装置（见图1）或氨氮蒸馏装置（见HJ 537）。 2 1 5 3 4 1 2 3 4 5 1 凯氏蒸馏瓶；2定氮球；3直形冷凝管；4接收瓶；5加热装置 图1 凯氏氮蒸馏装置 6.7 凯氏氮消解瓶：容积50 ml或100 ml。 6.8 酸式滴定管（最小刻度0.1 ml）： 25 ml或50 ml。 6.9 锥形瓶：容积250 ml。 6.10 一般实验室常用仪器设备。 7 样品 7.1 样品的采集和保存 土壤样品采集和保存参照H

12、J/T 166相关规定执行。 7.2 试样的制备 将土壤样品置于风干盘中，平摊成23 cm厚的薄层，先剔除植物、昆虫、石块等残体，用铁锤或 瓷质研磨棒压碎土块，每天翻动几次，自然风干。 充分混匀风干土壤，采用四分法，取其两份，一份留存，一份用研磨机（6.1）研磨至全部通过2 mm （10目）土壤筛（6.3）。取 1020 g过筛后的土壤样品，研磨至全部通过0.25 mm（60目）土壤筛（6.3）， 装于样品袋或样品瓶中。 7.3 干物质含量的测定 称取过2 mm（10目）筛（6.3）后的土壤样品，参照HJ 613测定土壤的干物质含量。 8 分析步骤 8.1 消解 称取适量试样（7.2）0.20

13、0 01.000 0g（含氮约1 mg），精确到0.1 mg，放入凯氏氮消解瓶（6.7） 中，用少量水（0.51 ml）润湿，再加入4 ml浓硫酸（5.2），瓶口上盖小漏斗，转动凯氏氮消解瓶（6.7） HJ 7172014 4 使其混合均匀，浸泡8 h以上。 使用干燥的长颈漏斗将 0.5g 还原剂（5.14）加到凯氏氮消解瓶（6.7）底部，置于消解器（或电热 板）（ 6.5）上加热，待冒烟后停止加热。冷却后，加入1.1 g催化剂（5.13），摇匀，继续在消解器（或 电热板）（ 6.5）上消煮。消煮时保持微沸状态，使白烟到达瓶颈1/3处回旋，待消煮液和土样全部变成 灰白色稍带绿色后，表明消解完全

14、，再继续消煮1 h，冷却。在土壤样品消煮过程中，如果不能完全消 解，可以冷却后加几滴高氯酸后再消煮。 注1：消解时温度不能超过400，以防瓶壁温度过高而使铵盐受热分解，导致氮的损失。 8.2 蒸馏 8.2.1 按照图1连接蒸馏装置，蒸馏前先检查蒸馏装置的气密性，并将管道洗净。 8.2.2 把消解液（8.1）全部转入蒸馏瓶中，并用水洗涤凯氏氮消解瓶（6.7）45 次，总用量不超过 80 ml，连接到凯氏氮（或氨氮）蒸馏装置（6.6）上。在250 ml锥形瓶（6.9）中加入20 ml硼酸溶液（5.16） 和3滴混合指示剂（5.21）吸收馏出液，导管管尖伸入吸收液液面以下。将蒸馏瓶呈45斜置，缓缓沿

15、 壁加入 20 ml 氢氧化钠溶液（5.15），使其在瓶底形成碱液层。迅速连接定氮球和冷凝管，摇动蒸馏瓶 使溶液充分混匀，开始蒸馏，待馏出液体积约100 ml时，蒸馏完毕。用少量已调节至pH 4.5的水洗涤 冷凝管的末端。 注2：如果消解后消解瓶中的沉淀物附着在瓶壁上，可加入少量水后使用超声波振荡器将其溶于水中，再完全转移 至蒸馏瓶中。 8.3 滴定 用盐酸标准溶液（5.20）滴定蒸馏后的馏出液（8.2.2），溶液颜色由蓝绿色变为红紫色，记录所用 盐酸标准溶液体积。 注3：如果样品含量大于104 mg/kg，可以改用质量浓度为0.050 0 mol/L的盐酸标准贮备溶液（5.19）滴定。 注4

16、：如果使用全自动凯氏定氮仪，按说明书要求进行样品的消解、蒸馏和滴定。 8.4 空白试验 凯氏氮消解瓶（6.7）中不加入试样，按照步骤8.18.3测定，记录所用盐酸标准溶液体积。 9 结果计算与表示 土壤中全氮的含量按式（2）计算： 10HCl N dm ()14.01000VVcw mw - （2） 式中：wN土壤中全氮的含量，mg/kg； V1样品消耗盐酸标准溶液的体积，ml； V0空白消耗盐酸标准溶液的体积，ml； cHCl盐酸标准溶液的质量浓度，mol/L； 14.0氮的摩尔质量，g/mol； wdm土壤样品的干物质含量，%； m称取土样的质量，g。 结果保留3位有效数字，按科学计数法表

17、示。 HJ 7172014 5 10 精密度和准确度 10.1 精密度 6 个实验室对含氮量分别为 250 mg/kg、500 mg/kg 和 1.50103 mg/kg 的统一样品进行了测定：实 验室内相对标准偏差为2.0%13%、3.1%7.3%、2.2%4.8%；实验室间相对标准偏差为5.1%、6.9%、 5.0%；重复性限为66mg/kg、77mg/kg、122 mg/kg；再现性限为71 mg/kg、126 mg/kg、220 mg/kg。 10.2 准确度 6个实验室对含氮量分别为265mg/kg、435mg/kg和1.33103mg/kg的实际土壤样品进行了加标分 析测定：加标回

18、收率分别为 88.4%105%、88.2%109%、87.3%99.4%；加标回收率最终值为 （94.011.8）%、（ 96.014.0）%、（ 92.97.8）%。 4 个实验室对含氮量为（72090）mg/kg 的标准样品进行了分析测定，相对误差最终值为 （0.54.4）%。 11 质量保证和质量控制 11.1 空白试验 每批样品应至少做2个全程序空白，空白值（空白样品所消耗的盐酸标准溶液体积）应小于0.80 ml。 11.2 平行样测定 每批样品应进行10%的平行样品测定，当10个样品以下时，平行样不少于1个。平行双样测量结 果的相对偏差应在15%以内。 11.3 标准样品测定 每批样

19、品测定质控平行双样，测定值必须落在质控样保证值（在95%的置信水平）范围之内。 11.4 样品加标回收率测定 如果没有标准土壤样品，每批样品应进行10%20%的回收率测定，样品数不足10个时，适当增 加加标频次。实际样品加标回收率应在75%115%。 12 废物处理 对实验过程中产生的废液及分析后的高浓度样品，应放置于适当的密闭容器中保存，并委托有资质 的单位进行处理，防止对人员及环境造成危害。 HJ 7172014 6 附 录 A （资料性附录） 精密度和准确度 附表A.1 精密度测试数据汇总表 单位：mg/kg 样品1 样品2 样品3 实验室 编号 ix si RSDi/% ix si R

20、SDi/% ix si RSDi/% 1 246 29.7 13 520 26.9 5.2 1.33103 41.1 3.1 2 252 19.3 7.6 541 30.6 5.7 1.40103 46.5 3.3 3 273 28.8 10.6 512 37.4 7.3 1.27103 60.3 4.8 4 274 5.47 2.0 612 19.1 3.1 1.46103 42.2 2.9 5 280 21.3 7.6 523 25.8 4.9 1.32103 29.4 2.2 6 269 27.6 11 525 22.3 4.2 1.36103 35.5 2.6 x 266 539 1.

21、36103 S 13.5 37.1 66.5 RSD/% 5.1 6.9 5.0 重复性限r 66 77 122 再现性限R 71 126 220 附表A.2 实际样品加标测试数据汇总表 样品1 样品2 样品3 实验室编号 Pi/% Pi/% Pi/% 1 90.0 94.2 91.7 2 88.4 88.2 93.8 3 94.0 94.6 92.2 4 94.8 96.8 99.4 5 105 109 87.3 6 91.4 93.3 92.7 P /% 93.9 96.0 92.9 PS /% 5.9 7.0 3.9 附表A.3 有证标准样品测试数据汇总表 华北平原GSS-13含量/（mg/kg） 实验室编号 ix REi/% 1 702 2.5 2 716 0.6 3 739 2.6 6 711 1.3 RE /% 0.5 RES /% 2.2