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全氮、水解性氮、水解性氮、銨態(tài)氮檢測

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發(fā)布時間：2025-07-30 07:05:59 更新時間：2025-07-29 07:05:59

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

全氮、水解性氮、銨態(tài)氮檢測：關(guān)鍵項目與方法

氮素是植物生長發(fā)育不可或缺的大量元素，其形態(tài)多樣且在土壤-植物系統(tǒng)中循環(huán)轉(zhuǎn)化。準(zhǔn)確測定不同形態(tài)氮的含量對于評估土壤肥力、優(yōu)化施肥管理、監(jiān)測環(huán)境污染及研究生態(tài)過程至關(guān)重要。常見的檢測項目主要包括全氮（Total Nitrogen, TN）、水解性氮（Hydrolyzable Nitrogen, HN）和銨態(tài)氮（Ammonium Nitrogen, NH??-N）。全氮反映樣品中所有形態(tài)氮素（有機(jī)氮+無機(jī)氮）的總儲量；水解性氮，也稱為堿解氮或有效氮，主要指在特定條件下（如堿性環(huán)境）可被水解轉(zhuǎn)化為無機(jī)氮（主要是銨態(tài)氮）的那部分有機(jī)氮和部分無機(jī)氮，常被用作土壤供氮能力的指標(biāo)之一；銨態(tài)氮則是以銨離子（NH??）形式存在的無機(jī)氮，易被植物直接吸收利用或通過硝化作用轉(zhuǎn)化。理解這些項目定義是選擇合適檢測方法的基礎(chǔ)。

檢測項目、儀器與方法詳解

1. 全氮 (TN) 檢測

項目概述： 測定樣品（土壤、植物、水體、肥料等）中所有含氮化合物的總量，包括有機(jī)氮（如蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸等）和無機(jī)氮（銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮等）。

主要檢測方法：

凱氏定氮法 (Kjeldahl Method): 這是最經(jīng)典和廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)方法（尤其對于土壤、植物、食品）。
- 原理： 樣品在濃硫酸及催化劑（如硫酸鉀、硫酸銅）存在下消化，有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為硫酸銨；加堿蒸餾，將銨轉(zhuǎn)化為氨氣；用硼酸吸收氨；最后用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定。
- 儀器： 凱氏消化爐、凱氏定氮蒸餾裝置（或自動定氮儀）、酸式滴定管或自動電位滴定儀。
高溫燃燒氧化-化學(xué)發(fā)光法/熱導(dǎo)法： 常用于水質(zhì)檢測（如TNb）和部分固體樣品。
- 原理： 樣品在高溫（>720℃）富氧環(huán)境下燃燒，所有含氮化合物轉(zhuǎn)化為NO；NO與臭氧反應(yīng)激發(fā)化學(xué)發(fā)光，通過檢測發(fā)光強(qiáng)度定量氮；或通過檢測燃燒后氣體中氮?dú)猓∟?）導(dǎo)致的熱導(dǎo)率變化定量（杜馬斯法，Dumas Method）。
- 儀器： 總氮/總有機(jī)碳(TOC)分析儀（化學(xué)發(fā)光法或熱導(dǎo)檢測器）。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：
GB 7173-1987 《土壤全氮測定法凱氏法》
HJ 636-2012 《水質(zhì) 總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》 (此法將各種形態(tài)氮最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽測定)
ISO 11261:1995 《土壤質(zhì)量總氮的測定改良凱氏法》
AOAC Official Method 978.02 (食品等)

2. 水解性氮 (HN) / 堿解氮檢測

項目概述： 指在特定水解條件下（常用稀堿溶液）能夠釋放出的銨態(tài)氮。這部分氮主要來源于易礦化的有機(jī)氮（如易分解的蛋白質(zhì)、氨基酸、酰胺等）和土壤中存在的銨態(tài)氮，被普遍認(rèn)為是當(dāng)季作物可吸收利用的速效氮指標(biāo)。

主要檢測方法：

堿解擴(kuò)散法 (Cornfield 擴(kuò)散法)： 土壤檢測中最常用。
- 原理： 土壤樣品與氫氧化鈉溶液在密閉擴(kuò)散皿中反應(yīng)，水解產(chǎn)生的氨氣被內(nèi)室（或擴(kuò)散皿邊緣）的硼酸溶液吸收。然后用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定吸收液中的氨。
- 儀器： 擴(kuò)散皿（特制玻璃皿）、恒溫箱、滴定裝置。
堿解蒸餾法：
- 原理： 土壤樣品與氫氧化鈉溶液加熱蒸餾，將水解產(chǎn)生的氨和原有的銨態(tài)氮一起蒸出，用硼酸吸收后滴定。
- 儀器： 定氮蒸餾裝置或自動定氮儀。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：
LY/T 1229-1999 《森林土壤水解性氮的測定》
通常參照各實驗室或研究機(jī)構(gòu)廣泛采用的Cornfield方法改進(jìn)版。

3. 銨態(tài)氮 (NH??-N) 檢測

項目概述： 直接測定以銨離子（NH??）形式存在的無機(jī)氮含量。它是植物可直接吸收的速效氮形態(tài)之一，也是土壤氮素礦化、硝化過程的起點(diǎn)。

主要檢測方法：

靛酚藍(lán)比色法 (Berthelot Reaction)： 最常用，靈敏度高，適用于土壤浸提液、水樣。
- 原理： 在堿性介質(zhì)和次氯酸鹽存在下，銨與苯酚反應(yīng)生成藍(lán)色的靛酚藍(lán)絡(luò)合物，在特定波長（通常630nm或697nm）測定吸光度。
- 儀器： 分光光度計、振蕩器（用于土壤浸提）、離心機(jī)/過濾裝置。
- 浸提劑： 常用2M KCl溶液浸提土壤中的交換性銨。
納氏試劑比色法： 傳統(tǒng)方法，但納氏試劑（含汞）有毒性，使用漸少。
- 原理： 銨與納氏試劑（K?HgI?的強(qiáng)堿溶液）反應(yīng)生成橙棕色的碘化氨基氧汞絡(luò)合物，比色測定。
離子色譜法 (IC)： 可同時測定多種陰陽離子（包括NH??、NO??、NO??），自動化程度高，用于水質(zhì)等要求高的場景。
- 儀器： 離子色譜儀（配備抑制器和電導(dǎo)檢測器）。
氨氣敏電極法： 適用于現(xiàn)場或連續(xù)監(jiān)測。
- 原理： 在強(qiáng)堿性條件下，銨轉(zhuǎn)化為氨氣透過透氣膜影響電極內(nèi)部pH值，產(chǎn)生電位差。
- 儀器： 氨氣敏電極及配套的電位計/pH計/離子計。
蒸餾滴定法： 經(jīng)典方法，結(jié)果準(zhǔn)確，但較繁瑣。
- 原理： 樣品加堿蒸餾出氨，硼酸吸收后滴定。
- 儀器： 定氮蒸餾裝置。

相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：
HJ 535-2009 《水質(zhì) 氨氮的測定納氏試劑分光光度法》
HJ 536-2009 《水質(zhì) 氨氮的測定水楊酸分光光度法》 (類似靛酚藍(lán)原理)
GB/T 32737-2016 《土壤硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、銨態(tài)氮的測定氯化鉀溶液浸提分光光度法》 (包含靛酚藍(lán)法測銨態(tài)氮)
LY/T 1231-1999 《森林土壤銨態(tài)氮的測定》
ISO 11732:2005 《水質(zhì) 溶解態(tài)銨態(tài)氮的測定流動分析（CFA and FIA）法和光譜檢測法》 (含靛酚藍(lán)法)