专利名称：一种检测土壤中氢醌含量的方法
技术领域：
本发明涉及土壤中氢醌含量的一种检测方法，特别是利用分光光度法检测土壤中 氢醌含量的方法。
背景技术：
现代农业中由于氮肥的大量施用导致了较低的氮肥利用效率，同时引起了一系列 的环境污染问题，如大气污染、水污染。为了提高氮肥的利用效率和减少环境污染，人们研 究各种途径来提高氮肥的利用效率，其中通过生物化学途径即添加生物抑制剂，如脲酶抑 制剂/硝化抑制剂，来改良肥料就是一个非常有前景的方向。氢醌(HQ)是最早研究的脲酶 抑制剂之一，它在提高氮肥利用效率和减轻环境氮污染方面发挥了很重要的作用；但是，由 于其本身特性也会对环境产生污染。因此，对土壤中氢醌含量的测定是非常必要的。目前，酚类物质的测定常用4-安替比林法和气相色谱法，前者用于测定酚类总 量，后者多用于一元酚和氯代酚的测定。由于不同的酚具有不同的毒性、生态效应和致毒机 理，因此，不同的酚进行测定时应选用不同的方法。近年来利用酚类物质的催化作用来检测 其含量的方法甚少，况且多见于金属离子的测定；而对氢醌的测定报道更少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测土壤中氢醌含量的方法。该方法提供了减化样品 提取和比色分析的过程，减少了试验步骤的复杂性，使分析结果更加精确可靠，分析重现性 更好。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种检测土壤中氢醌含量的方法1)称取5-10g 土壤(过Imm筛)置于IOOmL烧杯中，加入40_50mL蒸馏水，振荡 40-80min使土样充分散开，过滤，沉淀用50mL蒸馏水洗涤2_10次，收集滤液于IOOmL容量 瓶，定容，制成待测样品溶液V1 ；2)取2支IOmL具塞刻度试管，分别加入天青II溶液0. 3_0. 4mL，硫酸溶液 1. 0-2. OmL,草酸溶液0. 5-0. 7mL,在其中一支试管中加入0. 5-1. OmL待测样品溶液V2,另一 支不加；再在两支试管中各加入碘酸钾溶液0.8-1. OmL，用蒸馏水稀释至IOmL刻度，摇勻；3)放在80-90°C水浴中加热20-30min后取出，流水冷却试管2-%iin ；4)然后以水为参比，用Icm比色杯在658nm处比色测定吸光度Ahq和A55hq，并计算 A A = A 无 hq~Ahq ；5)制作工作标准曲线取5支IOmL刻度试管，分别加入天青II溶液0.3-0. 4mL，硫 酸溶液 1. 0-2. OmL,草酸溶液 0. 5-0. 7mL,然后依次吸取 0. 2mL, 0. 4mL, 0. 6mL, 0. 8mL, 1. OmL
氢醌工作液置于刻度试管中；再分别加入碘酸钾溶液0.8-1. OmL，用蒸馏水稀释至IOmL刻度，摇勻，放在80-90°C水浴中加热20-30min后取出，流水冷却2-^iin ；同样品一起比色测定吸光度A，，以 系列标准溶液的浓度(0. 2mg/L, 0. 4mg/L, 0. 6mg/L, 0. 8mg/L, 1. Omg/L,)和吸光度Α，绘制曲 线，得到斜率b;6)根据吸光值Δ A和斜率b，计算所测液中氢醌含量S，S =八A*b ·’7)计算土壤样品中氢醌含量计算公式为(S^1)/(105*m*V2)*100%其中，S为ΔΑ在标准曲线上对应的氢醌含量(mg/L) -,Y1为待测样品溶液体积 (mL) ;V2为吸取待测样品溶液的体积(mL) ；m为干土重量(g) ；IO5为换算系数。实验所使用的水均为去离子水；试验中所用的硫酸可用盐酸代替；活化剂草酸可 用柠檬酸、抗坏血酸代替；天青II溶液浓度0. 3g/L，硫酸溶液浓度3. Omol/L，草酸溶液浓度 10g/L ；碘酸钾溶液浓度0. 05mol/L，氢醌工作液浓度10mg/L ；待测样品溶液中HQ的含量最 好在0. 04 l.ang/L之间。本发明公开了土壤中氢醌含量的检测，该方法就是将土壤中的氢醌(HQ)经过加 水振荡而提取出来，然后加入硫酸试剂以保持酸性环境，以草酸为活化剂，提取液中的氢醌 对碘酸钾氧化天青II的褪色反应具有明显的催化作用，且其它组分不干扰测定，以此为基 础利用分光光度法658nm处比色测定吸光度，进而计算土壤中氢醌的含量。本发明优点为1)简化了操作步骤，减少了实验过程中的不确定性；2)方法准确 度高，易操作；幻结果稳定可靠，重现性好；4)选择性好，速度快。
具体实施例方式试剂配制1.氢醌标准溶液(1. 00g/L)称取1. OOOOg氢醌置于IOOOmL容量瓶，用去离子水定容。2.氢醌工作液(10mg/L)吸取IOmL氢醌标准溶液定溶到IOOOmL容量瓶中，得到 10mg/L的工作液。3. 0. 03%天青II溶液称取0. 03g天青II试剂置于IOOmL容量瓶，用去离子水定容。4.碘酸钾溶液(0. 05mol/L)称取10. 7g碘酸钾置于IOOOmL容量瓶，用去离子水定容。5.草酸溶液(10g/L)称取10. OOg草酸置于IOOOmL容量瓶，用去离子水定溶。6.硫酸溶液(3. Omo 1/L)吸取 16mL 98%的浓硫酸(1. 84g/cm3)到 IOOmL容量瓶， 用去离子水定容(小心，注意放热)操作步骤1)称取5g 土壤(过Imm筛)置于IOOmL烧杯中，加入50mL蒸馏水，振荡Ih使土 样充分散开，过滤，沉淀用50mL蒸馏水洗涤8次，收集滤液于IOOmL容量瓶，定溶，制成待测 样品溶液。待测溶液中HQ的含量在0. 04 1. 2mg/L之间；2)取2支IOmL具塞刻度试管，分别加入天青II溶液0. 35mL，硫酸溶液1. OmL,草 酸溶液0. 60mL，在其中一支试管中加入0. 5mL待测样品溶液，另一支不加。再在两支试管中 各加入碘酸钾溶液1. OmL，用蒸馏水稀释至刻度，摇勻；
3)放在85 °C水浴中加热25min后取出，流水冷却!Min ；4)然后以水为参比，用Icm比色杯在658nm处比色测定吸光度Ahq和A无HQ，并计算 A A = A 无 hq~Ahq ；5)制作工作标准曲线取5支IOmL刻度试管，分别加入天青II溶液0.35mL，硫酸 溶液1. OmL,草酸溶液0. 60mL,然后依次吸取0. 2mL，0. 4mL，0. 6mL，0. 8mL，1. OmL氢醌工作液 置于刻度试管中。再分别加入碘酸钾溶液1. OmL，用蒸馏水稀释至刻度，摇勻，放在85°C水 浴中加热25min后取出，流水冷却:3min。同样品一起比色测定吸光度A’，以系列标准溶液 的浓度(0. 2mg/L，0. 4mg/L，0. 6mg/L，0. 8mg/L, 1. Omg/L,)和吸光度Α，绘制曲线，得到斜率 b；6)根据吸光值Δ A和斜率b，计算所测液中氢醌含量S，S = Δ A*b ；7)计算土壤样品中氢醌含量计算公式为(S^1)/(105*m*V2)*100%其中，S为ΔΑ在标准曲线上对应的氢醌含量(mg/L) -,Y1为待测样品溶液体积 (mL) ;V2为吸取待测样品溶液的体积(mL) ；m为干土重量(g) ；IO5为换算系数下面再列举一个实施例对该方法进一步说明，但本方法不只限于这一实施例本实施例所用棕壤采自于中国科学院沈阳生态试验站，做添加回收率试验。设三 个不同HQ添加量5mg/kg、15mg/kg、20mg/kg ；土壤含水量均为15% (风干土重)，用上述方 法检测土壤中氢醌的含量，进而计算回收率并验证该方法的可靠性。每种浓度氢醌处理土壤的具体分析步骤如下1)称取5g 土壤(过Imm筛)置于IOOmL烧杯中，加入50mL蒸馏水，振荡Ih使土 样充分散开，过滤，沉淀用50mL蒸馏水多次洗涤，收集滤液于IOOmL容量瓶，定溶，制成待测 样品溶液。待测溶液中HQ的含量在0. 04 1. 2mg/L之间；2)取2支IOmL具塞刻度试管，分别加入天青II溶液0. 35mL，硫酸溶液1. OmL,草 酸溶液0. 60mL，在其中一支试管中加入0. 5mL待测样品溶液，另一支不加。再在两支试管中 各加入碘酸钾溶液1. OmL，用蒸馏水稀释至刻度，摇勻；3)放在85 °C水浴中加热25min后取出，流水冷却!Bmin ；4)然后以水为参比，用Icm比色杯在658nm处比色测定吸光度Ahq和A无HQ，并计算 A A = A 无 hq~Ahq ；5)制作工作标准曲线取5支IOmL刻度试管，分别加入天青II溶液0.35mL，硫酸 溶液1. OmL,草酸溶液0. 60mL,然后依次吸取0. 2mL，0. 4mL，0. 6mL，0. 8mL，1. OmL氢醌工作液 置于刻度试管中。再分别加入碘酸钾溶液1. OmL，用蒸馏水稀释至刻度，摇勻，放在85°C水 浴中加热25min后取出，流水冷却:3min。同样品一起比色测定吸光度A’，以系列标准溶液 的浓度(0. 2mg/L，0. 4mg/L，0. 6mg/L，0. 8mg/L, 1. Omg/L,)和吸光度Α，绘制曲线，得到斜率 b；6)根据吸光值Δ A和斜率b，计算所测液中氢醌含量S，S = Δ A*b ；7)计算土壤样品中氢醌含量试验结果如下标准加入 量(mg/kg)重复吸光度A测定值 (mg/kg)回收率测定值均值5重复11.4301.4294.50690.12重复21.498重复31.35915重复11.5211.43716.134107.56重复21.493重复31.29620重复11.4421.44020.495102.48重复21.504重复31.374 由表中数据可以看出，不同HQ添加量的处理都有较高的回收率，由此可表明该分 析方法结果之间的偏差较小，精确度较高，重现性好。
权利要求
1.一种检测土壤中氢醌含量的方法，其特征在于1)称取5-10g土壤置于IOOmL烧杯中，加入40-50mL蒸馏水，振荡40_80min使土样充 分散开，过滤，沉淀用50mL蒸馏水洗涤2-10次，收集滤液于IOOmL容量瓶，定容，制成待测 样品溶液V1 ；2)取2支IOmL具塞刻度试管，分别加入天青II溶液0.3-0. 4mL，硫酸溶液1. 0-2. OmL, 草酸溶液0. 5-0. 7mL,在其中一支试管中加入0. 5-1. OmL待测样品溶液V2,另一支不加；再在两支试管中各加入碘酸钾溶液0. 8-1. OmL，用蒸馏水稀释至IOmL刻度，摇勻；3)放在80-90°C水浴中加热20-30min后取出，流水冷却试管2_%iin；4)然后以水为参比，用Icm比色杯在658nm处比色测定吸光度Ahq和A$hq，并计算 A A = A 无 hq~Ahq ；5)制作工作标准曲线取5支IOmL刻度试管，分别加入天青II溶液0.3-0. 4mL，硫酸 溶液 1. 0-2. OmL,草酸溶液 0. 5-0. 7mL,然后依次吸取 0. 2mL, 0. 4mL, 0. 6mL, 0. 8mL, 1. OmL 氢 醌工作液置于刻度试管中；再分别加入碘酸钾溶液0. 8-1. OmL，用蒸馏水稀释至IOmL刻度，摇勻，放在80_90°C水 浴中加热20-30min后取出，流水冷却2-^iin ；同样品一起比色测定吸光度A’，以系列标准 溶液的浓度(0. 2mg/L，0. 4mg/L，0. 6mg/L，0. 8mg/L, 1. Omg/L,)和吸光度Α，绘制曲线，得到 斜率b ；6)根据吸光值ΔA和斜率b，计算所测液中氢醌含量S，S= AA*b ；7)计算土壤样品中氢醌含量计算公式为(3^)/(105^^2)+100%其中，S为ΔΑ在标准曲线上对应的氢醌含量(mg/L) 乂为待测样品溶液体积(mL) ;V2 为吸取待测样品溶液的体积(mL) ；m为干土重量(g) ；IO5为换算系数。
2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于实验所使用的水均为去离子水；试验 中所用的硫酸可用盐酸代替；活化剂草酸可用柠檬酸、抗坏血酸代替。
3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于天青II溶液浓度0.3g/L，硫酸溶液 浓度3. Omol/L,草酸溶液浓度10g/L ；碘酸钾溶液浓度0. 05mol/L,氢醌工作液浓度10mg/L。
4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于待测样品溶液中HQ的含量在0.04 1. 2mg/L 之间。
全文摘要
本发明公开了土壤中氢醌含量的检测，该方法就是将土壤中的氢醌(HQ)经过加水振荡而提取出来，然后加入硫酸试剂以保持酸性环境，以草酸为活化剂，提取液中的氢醌对碘酸钾氧化天青II的褪色反应具有明显的催化作用，且其它组分不干扰测定，以此为基础利用分光光度法658nm处比色测定吸光度，进而计算土壤中氢醌的含量。本发明优点为1)简化了操作步骤，减少了实验过程中的不确定性；2)方法准确度高，易操作；3)结果稳定可靠，重现性好；4)选择性好，速度快。
文档编号G01N1/28GK102109464SQ20091024878
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者武志杰, 陈利军, 隽英华 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所