容量法测定腐植酸的影响因素分析

根据腐植酸在溶剂中的溶解度可分为3个组分,一是黄腐酸,分子量较小,一般呈黄色,能溶于水、稀酸和碱溶液;二是棕腐酸,腐植酸中能溶于碱溶液,也能溶于丙酮、乙醇等极性溶剂,但不能溶于酸和水的部分,棕腐酸可从碱溶-酸析得到的腐植酸胶体中萃取;三是黑腐酸,分子量较大,一般呈黑色,仅溶于苛性碱溶液,不溶于稀酸、丙酮和水。

水溶肥料中腐植酸含量的测定参照标准NY/T 1971—
2010[1],该标准适用于液体或固体水溶肥料腐植酸含量的测定,并规定了测定沉淀后氧化还原滴定法的试验方法。

1容量法测定腐植酸的原理及方法1.1原理
在酸性条件下,试样溶液中的腐植酸将定量沉淀,其他非腐植酸类碳、氯离子及低价金属离子等干扰测定的物质将留存于溶液中。

弃去溶液后用定量的重铬酸钾-硫酸溶液氧化沉淀中的有机碳,剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁标准滴定溶液滴定。

以试剂空白为基准,根据试样氧化前后氧化剂消耗量,计算出有机碳量,经过碳系数的换算得到试样中腐植酸的含量[1-2]。

1.2测定方法
1.2.1试样溶液的制备。

称取固体试样约0.5g ,于50mL 烧杯中,加水约10mL ,用玻璃棒搅拌后静置片刻,将溶液部分转入100mL 容量瓶中。

再向烧杯中加水约10mL ,重复此步骤3次。

残渣部分加入1mL 0.5mol/L 氢氧化钠溶液,搅拌使其溶解,转入容量瓶中,用水定容,摇匀。

称取液体试样2~3g 于100mL 容量瓶中,加入1mL 0.5mol/L 氢氧化钠溶液,充分溶解,定容,混匀。

1.2.2试样溶液中腐植酸的沉淀。

准确移取均匀试样溶液5.0mL 于25mL 离心管中,加入5mL 2mol/L 硫酸溶液,混
匀。

放入离心机中以3000~4000r/min 的转速离心10min ,弃去上层清液。

1.2.3腐植酸的氧化。

向离心管中加入5.0mL 1mol/L 重铬酸钾,缓慢加入5mL 硫酸,轻摇离心管使内容物混合均匀。

将离心管盖上漏斗,置于沸腾的水浴中加热30min ,取出,冷却,将内容物转移至250mL 三角瓶中,体积控制在60~80mL 。

1.2.4滴定。

向三角瓶中加入3~5滴邻菲啰啉指示剂,用硫酸亚铁标准滴定溶液滴定剩余的重铬酸钾。

溶液的变色过程经橙黄→蓝绿→棕红,即达终点。

如果滴定所消耗的体积
不到滴定空白所消耗体积的1/3时,则应减少试样称样量,重新测定[3]。

2影响因素分析
2.1黄腐酸含量对腐植酸测定结果的影响
试验采用大量元素水溶肥料(不含腐植酸),按照一定的质量梯度加入腐植酸和黄腐酸,测得腐植酸总量如表1所示。

可以看出,试样中腐植酸总量低于黄腐酸含量与试验计算的腐植酸含量之和,且随着黄腐酸添加量的增加,测得的腐植酸总量偏离理论值越多。

原因是黄腐酸为分子量较小的腐植酸,能溶于水、稀酸和碱溶液,在试样沉淀过程中,黄腐酸组分溶于稀酸无法得到沉淀,因而导致计算结果偏低。

2.2氧化时间对腐植酸含量的影响
试验采用含腐植酸水溶肥料,经不同的氧化时间,测得腐植酸含量如表2所示。

可以看出,随着氧化时间的增加,试样中腐植酸氧化程度显著增加,测得的腐植酸含量也随之增加。

但时间增加到30min 后,腐植酸近似完全氧化,测得的腐植酸含量无明显增加[4]。

2.3氯离子含量对腐植酸测定的干扰
试验采用含腐植酸水溶肥料,按照一定的质量梯度加入氯离子,结果如表3所示。

可以看出,试样中氯离子含量越高,测得的腐植酸含量越高。

因为腐植酸含量的测定原理是在强酸性溶液中,用过量的重铬酸钾将腐植酸中的碳氧化为二氧化碳,根据重铬酸钾的消耗量和腐植酸原料的含碳比,计算腐植酸含量。

相同条件下,试样中的氯离子也会与重铬酸钾反应,其反应如下。

由于氯离子氧化消耗重铬酸钾,使测得的腐植酸含量偏高[5-6]。

(下转第201页)
摘要本文总结了容量法测定腐植酸的原理及方法,并从黄腐酸含量、氧化时间、氯离子含量3个方面分析了各影响因素对腐植酸测定结果的影响,以期为提高试样中腐植酸含量测定精度提供参考。

关键词腐植酸;黄腐酸;氧化时间;氯离子中图分类号TQ444文献标识码A 文章编号1007-5739(2018)11-0199-01
容量法测定腐植酸的影响因素分析
商姗姗
于晓菲于军
刘倩倩张娟*
(山东省产品质量检验研究院,山东济南250100)
作者简介
商姗姗(1990-),女,山东滨州人,助理工程师,从事基础化学分析工作。

*通信作者
收稿日期2018-02-23
样品质量腐植酸添加量
黄腐酸添加量
腐植酸总量
10.00 1.000.50 1.3910.00 1.50 1.00 2.2110.00 2.00 1.50 3.0510.00 2.50 2.00 3.7510.00
3.00
2.50
4.53
表1黄腐酸含量对腐植酸测定结果的影响
样品质量/g 氧化时间/min
腐植酸含量/%
0.5010 1.920.5020 2.960.5030 3.680.5040 3.700.50
50
3.71
表2氧化时间对腐植酸测定结果的影响
(g )
资源与环境科学
现代农业科技2018年第11期. All Rights Reserved.
样品质量/g 氯离子添加量/g
腐植酸含量/%
0.50020.150.500.1020.210.500.5020.360.50 1.0020.680.50
2.00
21.10
表3氯离子含量对腐植酸测定结果的影响
Cr 2O 72-+6Cl -+14H +→2Cr ++3Cl 2↑+7H 2O
3结论
用重量法测定腐植酸中棕腐酸和黑腐酸的含量,用容量法测定黄腐酸的含量,两者之和即为腐植酸总量。

用容量法测定腐植酸含量时,氧化时间必须保证在30min 以上,可根据样品中腐植酸含量及离心后沉淀量,适当增加氧化时间到35min 或40min 左右,这样可以保证样品中大分子腐植
酸氧化完全。

为排除氯离子对腐植酸含量测定的干扰,可加入适当含量的硫酸银溶液使试液中氯离子反应为氯化银沉淀,然后定容、过滤,吸取溶液离心氧化;或测定试样中氯离子含量,计算腐植酸含量时核减样品中氯离子所消耗的重铬酸钾含量。

4参考文献
[1]农业部.水溶肥料腐植酸含量的测定:NY/T 1971-2010[S].北京:中国农业出版社,2011.
[2]周丽筠,杨碧玉.容量法测定腐植酸时氯离子的干扰及其消除法[J].化工技术与开发,1978(4):37-40.
[3]成绍鑫,曾宪成.腐植酸与肥料[J].腐植酸,2001(增刊1):41-46.
[4]中科院山西煤炭化学研究所.腐植酸的分析[J].腐植酸,1995(4):19-23.
[5]工业和信息化部.腐殖酸铵肥料分析方法:HG/T 3276-2012[S].北京:化工出版社,2013.
[6]工业和信息化部.农业用腐植酸钠:HG/T 3278-2011[S].北京:化工出版社,2012.
(上接第199页)
3沼肥利用现状
3.1沼肥利用的主要方式
沼肥利用主要有4种模式,分别为有机肥加工、四位一体、就地循环(还田)和第三方统一运营。

有机肥加工模式的特点为收集—堆肥—添加辅料—商品有机肥,适用于养殖场、园区。

龙泰养殖场、鸿涛养殖场、恒润养殖场利用固体有机肥进行加工,施用面积为2000hm 2,施用量为1500~3000kg/hm 2,公司独立经营,深加工制作商品有机肥,集中
处理,便于存储、销售、增值。

四位一体模式的特点为沼气池+猪舍+厕所+日光温棚,以农户自用为主,适合庭院经济,使用形态为固体和液体兼用,施用面积为13333.33hm 2,施用量为4500~7500kg/hm 2。

该模式投资小、见效快、低能耗、利用便利。

就地循环(还田)模式的特点为沼气站—输配利用管网—种植基地,适用于养殖场和农业园区,通过沼液输配管道,实现就地、实时利用。

阳晨养殖场及园区、鸿盛养殖场及园区、牧裕养殖场园区运用该沼肥利用模式,以固体肥作基肥,液肥通过微灌方式使用,施用面积为533.33hm 2,施用量为4500~7500kg/hm 2。

第三方统一运营模式的特点为收集—储存—销售,适用于农户、园区和沼气后续服务网点,通过异地建设储液池和输配管网,实现社会化服务。

坤园农业园区和农科所园区、三条岭园区运用该沼肥利用模式,以固体肥作基肥,田边建立液肥贮存池,随时使用,施用面积
为333.33hm 2,施用量为4500~7500kg/hm 2。

3.2效益
3.2.1有利于农业增效,农民增收。

全区年利用有机肥逾1.67万hm 2,占农田总面积的24%,有机肥利用率低,通过施用有机肥,可使粮食增产、品质提高,单产约增收10%,实现增收2250元/hm 2左右,全区农户可实现年增收逾5000万元。

3.2.2有利于推广农业循环经济发展模式。

沼肥利用是按照畜牧业循环经济发展思路,综合利用养殖场粪污、沼气工程所产生的沼渣、沼液,推广“畜牧业—沼气—有机肥”循环经济发展模式,是解决大型畜禽养殖企业粪污污染问题的关键,对改善养殖场周边环境、减少污染物对水体和大气的污染、减少蚊蝇对人体的伤害起到重要作用,是农业产业体系循环的节点产业。

遵循“减量化、再利用、资源化”原则,用循环经济理念带动农业相关产业发展,从而实现良好的经济效益、生态效益和社会效益,优化农业生态环境,促使农业生产与生态环保相融合,真正实现农业可持续发展。

3.2.3逐步改变农民用肥习惯,促进农村经济社会全面进步。

通过施用有机肥,可改良农田肥力状况,解决养殖场粪污污染问题,推动全区有机农业进一步发展。

通过有机肥施用的辐射带动作用,大大提升农户施用有机肥的积极性,逐步替代农户对化肥的依赖,减少对土壤的污染,对助农增收、富民升位及汉滨区新农村建设奠定坚实的经济基础。

对大力发展生猪、蔬菜、水果产业,带动相关产业发展和满足人民日常生活的需要都有重要的推动作用。

4存在的问题
目前,沼肥利用与推广存在以下4个问题。

一是种植者、养殖者、管理者对沼肥利用与推广的积极性较高,也认识到有机肥的作用,但沼肥使用成本较高,与化肥相比较优势不大。

理论上重视沼渣、沼液的利用,行动上却相对滞后。

二是农业部门一直在宣传有机肥的好处,也积极地开展试验示范,但是缺少项目支持和资金扶持,未出台沼渣、沼液利用扶持政策,控制排放政策执法不严。

三是肥料市场目前品种很多,各种专用肥、速效肥市场上很畅销,有机肥需求量大,且单位面积施用成本高,农户难以大面积施用。

四是沼渣、沼液综合利用方法缺乏统一理论指导,管理不系统,沼渣、沼液产品利用技术开发投入不足,缺乏专用设备。

5建议
一是加强沼渣、沼液利用宣传,提高业主对沼液、沼渣价值的认识[1]。

二是严格把关沼气工程项目可研立项、初步设计审批、工程验收等关键环节,如无沼渣、沼液综合利用部分不予通过[2-3]。

三是政府应改变制定沼气工程扶持政策的观念,除对工程建设资金给予扶持外,更应对沼气、沼渣、沼液生产利用给予政策扶持[4]。

6参考文献
[1]田玉巍.我国沼气利用现状与问题分析[J].科技创新与应用,2014(17):129.
[2]崔彦如,安载学,张永峰,等.浅谈我国沼气的利用现状问题与对策[J].农业网络信息,2015(8):17-20.
[3]王钢,刘伟,王欣,等.我国沼气技术的利用现状与前景展望[J].应用能源技术,2007(12):31-33.
[4]高云超,邝哲师,潘木水,等.我国农村户用型沼气的发展历程及现状分析[J].广东农业科学,2006(11):22-27.
贺茂昌等:安康市汉滨区沼肥利用现状分析
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