土壤pH測試方法及應用分析

陳 健

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)中心實驗室（國土資源部貴陽礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心），貴州貴陽 550018）

土壤酸堿度是土壤重要的基本性質(zhì)之一，對土壤中養(yǎng)分存在的形態(tài)和有效性、土壤的理化性質(zhì)、微生物活動以及植物生長發(fā)育都有很大的影響。由于很多營養(yǎng)元素的有效性與土壤pH 有關，因此可根據(jù)土壤的pH 評估土壤中養(yǎng)分的有效狀況。而且，近十年來，隨著化肥尤其是氮肥的大量施用，土壤酸化現(xiàn)象尤為嚴重，因此更應加強對土壤pH 的監(jiān)測。本文詳細分析了具體的土壤pH 測試方法和相關應用情況。

1 土壤pH的樣品測試

在進行土壤中pH 的測定時，需要按照相關的文件規(guī)定進行操作，包括pH 測定中的離子選擇電極法、分析實驗室用水規(guī)格和實驗方法等。對于大批量的樣品測試，為了高質(zhì)量高效率地完成檢測任務，應合理安排布置妥當各個處理環(huán)節(jié)。首先，溫度對pH 的測定影響較大，冬天的室內(nèi)溫度應控制在20～25℃；第二，水的使用量較大，采用煮沸冷卻的方式不方便，制備較大體積不含二氧化碳的水，可采用通氮氣的方法進行制備，每次準備水之前應先測量水的pH（5.00～7.50）和電導率（≤0.50μS/cm）。第三，因為數(shù)據(jù)較多，單個手寫記錄繁瑣易錯，可選擇帶數(shù)據(jù)儲存功能的儀器，測試好之后將數(shù)據(jù)導入電腦。第四，碎樣間分裝好的樣品應盡早測試，擺放時間過長容易吸收空氣中的氣體發(fā)生改變，儲存pH 土壤樣品的房間濕度不宜過高，不能有鹽酸、氨水等揮發(fā)性氣體，同樣應保證測試環(huán)境不被酸堿等氣體污染[1]。第五，每天應嚴格按照質(zhì)量控制要求隨機抽取一定量的樣品進行復查，并同時抽取極值進行復查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。第六，每測試完成一組樣品（100件左右）之后應對電極進行一次校正，校正之后的斜率宜在

95%～105%。

2 土壤pH的測試方法

2.1 土壤pH測試概述

在土壤pH 的測試中，主要采用的儀器包括pH 計：測量范圍為0～14、讀數(shù)精度不小于0.01；pH 三復合電極；天平；磁力攪拌器；攪拌子；高型燒杯50mL；一般實驗室常用儀器和設備等。

土壤pH 測試的原理是試樣用無二氧化碳的水浸提，土與水之比為1 ∶2.5，充分攪勻，平衡30min，然后將pH 三復合電極插入浸提液中，用pH 計直接測定出pH。對于試劑和材料，除另有說明外，僅使用認可的分析純試劑和符合GB/T 6682規(guī)定的二級及以上水或與其純度相當?shù)乃?。主要包括的試劑和材料有鄰苯二甲酸氫鉀、混合磷酸鹽、硼砂、氯化鉀、無二氧化碳蒸餾水等。對于無二氧化碳蒸餾水的制取，首先需要將蒸餾水注入燒瓶中，煮沸10min，放置冷卻，用裝有堿石灰干燥管的橡皮塞塞緊，擺放一夜平衡。制備較大體積不含二氧化碳的水[2]，可插入一玻璃管到容器底部，通氮氣（適當流量，一分鐘60個氣泡為宜）到水中1～2h，以除去被水吸收的二氧化碳，用裝有堿石灰干燥管的橡皮塞塞緊，擺放一夜平衡。pH 標準緩沖溶液按照購買的成套緩沖劑使用說明進行配制，對于氯化鉀溶液的制?。╟kcl=3mol/L），稱取氯化鉀223.8g 溶于500mL 水中，然后稀釋到1 000mL。

2.2 土壤pH測試步驟

在土壤pH 測試中，首先進行試樣溶液的制備，稱取通過2mm 孔徑篩孔的風干土壤樣品10.0g±0.1g 于50mL 的高型燒杯中，加25mL 去除CO2的蒸餾水，用攪拌器攪拌1min，使土粒充分分散，放置30min 后進行測定。之后進行pH 計的校正，依照儀器說明書，依次分別用pH 為6.88、4.00、9.23（水溫為20℃時）的pH 標準緩沖溶液校正儀器。

最后進行土壤pH 的測定，將電極插入試樣懸液中，輕輕轉(zhuǎn)動燒杯以除去電極的水膜，促使快速平衡，靜置片刻，按下讀數(shù)開關，待讀數(shù)穩(wěn)定時記下 pH。取出電極，以水洗凈，用濾紙條吸干水分后即可進行第二個樣品的測定，每測 5～6 個樣品后需用標準溶液檢查定位。用酸度計測定 pH 時，可直接讀取 pH，不需計算。

3 土壤pH測試方法的應用

3.1 土壤pH測試基本原則

在土壤pH 測試中，首先，被測溶液中如含有易污染敏感泡而使電極鈍化，會出現(xiàn)斜率降低，顯示讀數(shù)不準現(xiàn)象。如此，則應根據(jù)污染物的性質(zhì)，以適當溶液清洗，使之復新。其次，溫度對pH 值的測定影響很大，注意保持室溫在20～25℃。再次，樣品不要磨得過細，以通過2mm（10目）孔徑篩為宜。如樣品不能立即測定時，應密封保存，以免受大氣中氨或酸性氣體的影響，同時避免日曬、高溫、潮濕的影響。最后電極長期使用后[3]，如發(fā)現(xiàn)斜率略有降低，則可把電極下端浸泡在4%HF（氫氟酸）中3～5s，立即用蒸餾水洗凈。然后在0.1mol/L 鹽酸溶液中浸泡數(shù)小時，再用蒸餾水洗干凈，使之復新。

3.2 測試結(jié)果分析

對土壤pH 進行測試之后進行測試的精密度和準確度分析，在進行測試的過程中，應注意加水攪拌后的平衡時間對測得的樣品pH 是有影響的，且隨樣品類型而異。平衡快者，1min即達平衡；慢者可長至1h。一般說來，平衡30min是合適的。pH 復合電極插入樣品懸液后應輕微搖動，以除去玻璃表面的水膜，加速平衡，這對于緩沖性弱和pH 較高的樣品尤為重要。

3.3 土壤pH測試關鍵點

在進行土壤pH 測試時，應把握好相應的關鍵點，保證測試的準確度。一是干放的電極使用前在0.1mol/L鹽酸溶液中或水中浸泡12h以上，使之活化。二是使用時應輕輕震動電極，使其內(nèi)溶液流入球泡部分，防止氣泡的存在。三是電極球泡部分極易破損，使用時必須仔細、謹慎，最好加用套管保護。四是玻璃電極表面不能沾有油污，忌用濃硫酸或鉻酸溶液清洗玻璃電極表面；不能在強堿及含氟化物的介質(zhì)中或黏土等膠體體系中停放過久，以免損壞電極或引起電極反應遲鈍。五是電極在測量前必須用已知的pH標準緩沖溶液進行校準。要保證標準緩沖溶液的可靠性，如果標準緩沖溶液配制時間過久，溶液里面產(chǎn)生雜質(zhì)或懸浮物，將導致測量結(jié)果的不準確。六是測量時，電極的引入線須保持靜止，否則將會引起測量不穩(wěn)定。七是測量時，要拉下電極上端的小橡皮套使之露出上端小孔；測量必須進入pH測量狀態(tài)方可。八是在塑料保護柵內(nèi)的敏感玻璃泡不能與硬物接觸，測試結(jié)束后用試紙擦拭時動作要輕，任何破損和擦毛都會使電極失效。九是電極避免長期浸在蒸餾水或蛋白質(zhì)溶液和酸性氟化物溶液中，并防止和有機硅油脂接觸。電極不用時將電極放在補充液為3mol/L氯化鉀溶液中，以保持電極球泡的潤濕。當復合電極內(nèi)的液位降低時，將3mol/L氯化鉀溶液補充液從電極上端小孔加入。（電極不使用時，可以塞上橡皮套，防止補充液干涸）。十是電極的引出端，必須保持清潔和干燥，絕對防止輸出端短路，否則將導致測量結(jié)果失準或失效。

4 結(jié)論

土壤pH 是評估土壤基本情況的關鍵指標之一，在對土壤pH 進行測試的過程中，應注意提高土壤pH 測試的準確性，對各個測試要點進行合理的把握。本文系統(tǒng)分析了土壤pH 的測試方法，可以在土壤pH 測試實踐中加以推廣應用。