土壤中水检测方案(传感器)

如何使用锥形电极快速测定土壤pH值? 测量土壤pH的意义 pH对土壤肥力的影响：土壤中含有许多有机酸、无机酸、碱以及盐类等物质，各种物质含量的不同，使土壤显示出不同的酸碱性。土壤pH值代表了土壤的酸碱强度，对土壤肥力有很大影响，它直接影响土壤养分的存在状态、转化和有效性，从而影响植物的生长发育。对于酸性土壤，可以施加碱性化肥，而对于碱性土壤，则应施加酸性化肥以改善土壤性质，以减少化肥流失，提高化肥的利用率。 作物对土壤pH的偏好：一般pH为5.0~7.5之间的土壤比较适合种植喜酸性土壤植物，如甘薯、马铃薯、烟叶、茶叶等；pH为7.5~8.5的土壤适合种植喜碱性的植物，如紫苜蓿、黄花；而水稻、小麦、大麦、西瓜等植物适宜在中性土壤种植。根据当地土壤性质，选择合适的经济作物进行科学养殖，可以带来更好的效益。 图1. 人参、蔬菜、兰花的种植 表1.部分标准对土壤pH的要求 标准号 标准名称 土壤pH值 GB/T 15618-1995 土壤环境质量标准 <6.5,6.5~7.5,>7.5 GB/T 24600-2009 城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质 5.5~10.0 GB/T 28658-2012 暗紫贝母药材规范化栽培技术规程 6.8~8.4 NY/T 1442-2007 菠萝栽培技术规程 4.5~6.0 LY/T 2318-2014 腊梅栽培技术规程 6.0~7.8 NY/T 2710-2015 茶树良种繁育基地建设标准 4.5~5.5 GB/T 22446-2008 地理标志产品 大兴西瓜 6.0~8.5 GB/T 18650-2008 地理标志产品 龙井茶 4.3~6.5 GB/T 19506-2009 地理标志产品 吉林长白山人参 5.5~6.5 GB/T 19776-2008 地理标志产品 昭通天麻 4.0~6.5 土壤pH对名贵花卉的影响：很多名贵花卉的生长对土壤pH值有较严格的要求。比如兰花喜欢偏酸性（pH5.5~6.5）的土壤，酸性过高对兰花生根发苗不利，甚至会腐蚀兰花发出的小苗；碱性过高兰花叶会发黄，兰根斑斑点点甚至焦黑。所以，在农林生产中，测量土壤pH值能够让人更好的采取调节措施，促进植物生长。 表2.部分园林植物适宜的土壤pH范围 适宜pH 植 物 种 类 4.0～4.5 欧石楠、凤梨科植物、八仙花 4.5～5.5 蕨类植物、锦紫苏、杜鹃花、山杨、臭冷杉、茶、柑橘 4.5～6.5 山茶花、马尾松 5.0～6.0 丝柏类、山月桂、广玉兰、铁线莲、仙人掌科、百合、冷杉 5.0～6.5 云杉属、松属、棕榈科植物、椰子类、海棠、西府海棠 5.5～6.5 樱花、仙客来、吊钟海棠、菊花、倒挂金钟、美人蕉 6.0～7.0 花柏类、一品红、秋海棠、灯心草、文竹 6.0～7.5 郁金香、风信子、水仙、牵牛花、三色堇、金鱼草、紫藤 6.0～8.0 泡桐、榆树、杨树、大丽花、唐菖蒲、芍药、庭芥 7.0～8.0 西洋樱草、仙人掌类、石竹、香堇 8.0～8.7 侧柏、刺松、白榆、刺槐、国槐、苦栎、臭椿、皂荚、柏木、朴树、乌桕、红树、胡杨、沙枣、沙棘、甘草、柽柳 pH值与土壤污染：另一方面，随着工业发展，土壤污染越来越严重，通过检测土壤pH值能够反映出土壤受污染的情况，从而采取有效的防治措施。 土壤pH测试的国标方法 需求试剂：去二氧化碳纯水，1mol/L氯化钾溶液，0.01mol/L氯化钙溶液，pH4.00标准缓冲液，pH9.18标准缓冲液。 需求仪器：pH计（PHSJ-3F），复合pH电极（E-201C），烧杯，玻璃棒。 参考标准：《NY/T 1377-2007土壤pH的测定》， 《LY/T1239-1999 森林土壤pH值的测定》 图2.土壤样品萃取液制备 图3.土壤样品测量 土壤采集与预处理 土壤预处理步骤主要有风干、碾碎、去杂、过筛。将采集的土壤在样品盘上摊成薄层，置于室内常温阴凉通风处风干，不可暴晒和加热，防止酸碱性气体污染。捏碎大土块，剔除植物、石头等杂质，然后过2mm孔径筛。过筛后可干燥密封保存。 土壤萃取液制备 称取10.0±0.1g风干过筛后的土壤样品，置于烧杯中，加入25ml除二氧化碳水，或25mL 1mol/L氯化钾溶液（适于酸性土壤），或25mL 0.01mol/L氯化钙溶液（适于中性、碱性、石灰性土壤），用玻璃棒搅拌3分钟再静置1小时后测量。静置过程中用保鲜膜封住容器口。 仪器校准 用pH4.01和pH9.18的标准缓冲液校准仪器，若土壤呈酸性，也可用pH4.01和pH6.86缓冲液校准。校准前确保pH电极中填充液在一半以上，加液孔打开。校准后电极斜率应在90%以上，如电极性能不好，可在3mol/L氯化钾溶液中浸泡活化两小时。 样品测量 完成校准后，将电极清洗干净，插入萃取液上层清液中，轻轻搅动后静置，用电极架固定，保持电极停留在上层清液中。待稳定（约3~5分钟）后记录读数。萃取液温度与校准液温度相差不大于1℃。每次测量后用纯水将电极清洗干净。 标准方法适用于较严谨正式的检测，但其过程比较繁琐复杂，耗时久，不适合现场快速检测。下面介绍一种使用锥形pH电极的现场快速检测方法。 锥形电极快速测量土壤pH 锥形pH电极具有坚固的锥形敏感球泡和耐腐蚀的不锈钢保护套，可以刺入湿润的样品内部，获取样品内部pH信息。 图4.锥形pH电极样本 需求试剂：1 mol/L氯化钾溶液，pH标准缓冲液。 需求仪器：PHBJ-260便携式pH计，REX 6241锥形pH电极。 图5.锥形pH电极快速测量土壤pH 土壤样品准备 针对酸性土壤，使用1 mol/L氯化钾溶液充分润湿土壤，等待几分钟测量。（注：可采用与国标萃取溶液相同的试剂湿润样品，结果有可对比性。） 仪器校准 用pH4.01和pH6.86的标准缓冲液校准仪器，若土壤呈碱性，也可用pH4.01和pH9.18缓冲液校准。校准前确保pH电极中填充液在一半以上，加液孔打开。校准后电极斜率应在90%以上。 样品测量 完成校准后，清洗电极，将锥形pH电极测量端刺入润湿的土壤内部，待稳定后记录读数。 表3.不同方法测量土壤pH值 方法 1 mol/L 氯化钾溶液润湿/萃取 标准方法（萃取法） 5.68±0.01 快速法（锥形电极） 5.71±0.02 由表3是采用不同方法测量同一土壤样品的结果。可以看出当使用与国标萃取液相同的溶液来湿润土壤时，锥形电极法测量土壤的pH结果与国标萃取法测试结果非常接近。 锥形电极其他应用 锥形pH电极可测量湿润的固体、半固体样品内部pH值，如肉类、水果、糕点、果冻、培养基、凝胶、土壤等。 图6. 锥形pH电极的其他应用 电极维护 使用：使用前确保电极内填充液在一半以上，且高度超过样品液面，如不足，向其中加入3mol/L氯化钾溶液。标定及测量时应拔掉加液孔塞。长期干放的电极，应在3mol/L的氯化钾溶液浸泡2小时以上，使之活化。更换测量样品时，要先用纯水清洗电极。 保存：短时间不用的电极可放于水中或氯化钾溶液中，长期不用可塞住加液孔，加保护套管保存，保护套中加氯化钾溶液。电极表面不能沾有油污、浓硫酸、铬酸，不能在强碱、氟化物、胶体等体系停放过久。 1、 土壤样品准备针对酸性土壤，使用1 mol/L氯化钾溶液充分润湿土壤，等待几分钟测量。（注：可采用与国标萃取溶液相同的试剂湿润样品，结果有可对比性。）2、 仪器校准用pH4.01和pH6.86的标准缓冲液校准仪器，若土壤呈碱性，也可用pH4.01和pH9.18缓冲液校准。校准前确保pH电极中填充液在一半以上，加液孔打开。校准后电极斜率应在90%以上。3、 样品测量完成校准后，清洗电极，将锥形pH电极测量端刺入润湿的土壤内部，待稳定后记录读数。