Đang tải... (xem toàn văn)
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6864:2001 qui định phương pháp xác định dung lượng tiềm tàng trao đổi cation (CEC) của đất được đệm tại pH = 8,1 và xác định hàm lượng natri, kali, canxi và magiê có khả năng trao đổi trong đất. Tiêu chuẩn này áp cho tất cả các loại mẫu đất khô trong không khí.
TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCVN 6864 : 2001 ISO 13536 : 1995 CHẤT LƯỢNG ĐẤT - XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG TIỀM TÀNG TRAO ĐỔI CATION VÀ CÁC CATION CÓ KHẢ NĂNG TRAO ĐỔI DÙNG DUNG DỊCH BARI CLORUA ĐƯỢC ĐỆM Ở PH = 8,1 Soil quality - Determination of the potential cation exchange capacity and exchangeable cations using barium chloride solution buffered at pH = 8,1 Lời nói đầu TCVN 6864 : 2001 hoàn toàn tương đương với ISO 13536 : 1995 TCVN 6864 : 2001 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC190 Chất lượng đất biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trường ban hành CHẤT LƯỢNG ĐẤT - XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG TIỀM TÀNG TRAO ĐỔI CATION VÀ CÁC CATION CÓ KHẢ NĂNG TRAO ĐỔI DÙNG DUNG DỊCH BARI CLORUA ĐƯỢC ĐỆM Ở PH = 8,1 Soil quality - Determination of the potential cation exchange capacity and exchangeable cations using barium chloride solution buffered at pH = 8,1 Khuyến cáo - Bari nguyên tố độc nuốt phải Ion bari có hại cho sức khỏe người làm việc phòng thí nghiệm có hại cho mơi trường Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn qui định phương pháp xác định dung lượng tiềm tàng trao đổi cation (CEC) đất đệm pH = 8,1 xác định hàm lượng natri, kali, canxi magiê có khả trao đổi đất Tiêu chuẩn áp cho tất loại mẫu đất khơ khơng khí Tiêu chuẩn trích dẫn TCVN 4851- 89 (ISO 3696:1987) Nước dùng để phân tích phòng thí nghiệm - u cầu kỹ thuật phương pháp thử TCVN 6647: 2000 (ISO 11464: 1994) Chất lượng đất - Xử lý sơ mẫu để phân tích lý hố Ngun tắc Phương pháp xác định dung lượng tiềm tàng trao đổi cation (CEC) tiêu chuẩn cải biên phương pháp Mehlich [1],[2] đề xuất Bascomb[3] cải tiến CEC mẫu đất xác định dung dịch bari clorua đệm pH = 8,1 dùng triethanolamin Trước hết đất làm bão hòa với bari cách xử lý đất ba lần với dung dịch đệm bari clorua Sau thêm dư lượng biết trước dung dịch magiê sulfat 0,02 mol/l Tất bari có dung dịch hấp phụ kết tủa dạng bari sulfat khó tan vị trí ion trao đổi dễ dàng bị magiê chiếm chỗ Lượng magiê dư xác định quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa (FAAS) quang phổ phát xạ nguyên tử plasma (ICP-AES) Cũng xác định natri, kali, canxi magiê (và nguyên tố khác) dịch chiết bari clorua đất Chú thích: Ngồi natri, kali, canxi magiê, xác định cation khác dịch chiết mangan Màu vàng nâu dịch chiết bari clorua chứng tỏ có số chất hữu bị hồ tan Vì chất hữu tham gia vào thành phần CEC, nên giá trị xác định thấp CEC tiềm đất Tổng cation trao đổi cho giá trị CEC cao giá trị CEC thực tế có mặt số muối tan đất Không nên tiến hành rửa đất nước để loại bỏ muối làm thay đổi tỷ lệ tương quan cation CEC 4 Cách tiến hành 4.1 Lọc gạn 4.1.1 Thuốc thử Chỉ sử dụng loại thuốc thử đạt độ tinh khiết phân tích nước cất nước khử ion để pha dung dịch 4.1.1.1 Nước, nước có độ dẫn điện riêng khơng vượt 0,2 mS/m 25 0C [nước đạt tiêu chuẩn loại TCVN 4851- 89 (ISO 3696: 1987)] 4.1.1.2 Dung dịch bari clorua, c(BaCl2) = mol/l Hòa tan 244 g bari clorua ngậm hai nước (BaCl 2.2 H2O) nước pha loãng nước đến lít 4.1.1.3 Axít clohydric, c(HCl) = 2mol/l Pha lỗng 166 ml dung dịch a xít HCl (ρ = 1,19 g/ml) với nước đến 1000ml 4.1.1.4 Dung dịch trietanolamin, pH = 8,1 Pha loãng 90 ml dung dịch trietanolamin (HOCH2CH2)3N với nước đến khoảng lít điều chỉnh pH đạt 8,1 ± 0,02 với khoảng 140 ml đến 150 ml HCl (4.1.1.3) Sau pha lỗng nước đến lít 4.1.1.5 Dung dịch chiết Trộn lẫn hai thể tích dung dịch 4.1.1.2 4.1.1.4 Bảo vệ dung dịch khỏi tiếp xúc với cacbon dioxit thời gian bảo quản 4.1.1.6 Dung dịch magiê sulfat, c(MgSO4) = 0,020 mol/l Hoà tan 4,930 g ± 0,01 g magiê sulfat ngậm phân tử nước (MgSO 4.7H2O, xem thích 4) nước pha lỗng đến 1000ml Chú thích - Magiê sulfat ngậm phân tử nước bị nước tạo thành tinh thể trình bảo quản Thuốc thử cần chuẩn độ lại axít etylendiamin tetraaxetic (EDTA) pH = 10 dùng eriocrom đen T làm thị Bằng cách khác thuốc thử đựng túi polyetylen hàn kín bảo quản tủ lạnh 4.1.2 Cách tiến hành Cho 2,50g đến 5,00 g đất làm khơ khơng khí loại đất có hàm lượng mùn cao hàm lượng sét cao, 10 g đất cát đất có hàm lượng mùn thấp (kích thước hạt ≤ 2mm) xử lý trước theo TCVN 6647 : 2000 (ISO 11464: 1994) vào ống ly tâm polyetylen dung tích 50ml có nắp đậy chặt Ghi khối lượng ống có nắp đất (m1) Thêm 30 ml dung dịch chiết (4.1.1.5) vào đất lắc Để cho ống cân sau tiến hành ly tâm với 000 g 10 phút Đưa dịch chiết ống ly tâm sang bình định mức 100ml Thêm dịch chiết vào ống, lắc ly tâm (tiến hành thêm hai lần), cho dịch chiết hai lần chiết vào binh định mức 100ml ban đầu thêm dung dịch chiết (4.1.1.5) đến vạch mức Trộn, lọc qua giấy lọc thơ (đường kính cm) bảo quản dịch lọc A để xác định natri, kali, canxi magiê theo trình tự mơ tả 4.3 4.4 Thêm khoảng 40 ml nước (4.1.1.1) vào ống có đất lắc tay khoảng từ đến phút cho tơi hết đất Để cho ống cân tiến hành ly tâm với 000g 10 phút Gạn bỏ dịch Cân ống lượng chứa chất lỏng nắp (m2) Thêm 30 ml dung dịch mage sunfat (4.1.1.6) có bã đất lắc qua đêm Làm cân ống tiến hành ly tâm với 3000 g 10 phút Gạn dung dịch qua giấy lọc thơ (đường kính 7cm) cho vào bình tam giác bảo quản dịch lọc B để xác định magiê theo trình tự mơ tả 4.2.4 Chuẩn bị mẫu trắng theo trình tự mơ tả trên, khơng có đất 4.2 Xác định dung lượng trao đổi cation (CEC) 4.2.1 Nguyên tắc Thêm dung dịch lantan axít hố vào dịch lọc B thu qui trình 4.1.2 magiê xác định FAAS dùng lửa oxy hố axetylen/khơng khí (màu xanh) Cho thêm lantan vào để ngăn cản hình thành chất bền nhiệt magiê với photphat, nhôm lửa 4.2.2 Thuốc thử Chỉ sử dụng loại thuốc thử đạt độ tinh khiết phân tích dùng nước cất nước loại ion để pha dung dịch 4.2.2.1 Nước, có độ dẫn điện riêng khơng vượt q 0,2 mS/m 250C [đạt tiêu chuẩn cấp TCVN 4851 - 89 (ISO 3696: 1987)] 4.2.2.2 Axít clohydric, c(HCl) = 12 mol/l (ρ = 1,19 g/ml) 4.2.2.3 Dung dịch magiê tiêu chuẩn, c(Mg) = 0,001 mol/l Dùng pipet hút 50,0 ml dung dịch magiê sulfat 0,020 mol/l (4.1.1.6) cho vào bình định mức dung tích 000 ml pha loãng nước đến vạch mức 4.2.2.4 Dung dịch lantan axít hố, ρ(La) = 10 g/l Hoà tan 15,6 g lantan nitrat ngậm phân tử nước [La(NO 3)3.6H2O] nước cho vào bình định mức dung tích 500 ml, thêm 42 ml axít clohydric (4.2.2.2) pha loãng nước đến vạch mức 4.2.3 Dãy dung dịch hiệu chuẩn Dùng pipet hút dung dịch magiê tiêu chuẩn (4.2.2.3) với thể tích ml, ml, ml, ml, ml, 5ml cho vào dãy bình định mức dung tích 100 ml Thêm 10 ml dung dịch lantan axít hố (4.2.2.4) vào bình định mức, pha lỗng nước đến vạch mức trộn Các dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ magiê tương ứng mmol/l, 0,01 mmol/l, 0,02 mmol/l, 0,03 mmol/l, 0,04 mmol/l, 0,05 mmol/l 4.2.4 Cách tiến hành Dùng pipet hút 0,20 ml dịch lọc B mẫu đất (xem 4.1.2) mẫu trắng (xem 4.1.2) cho vào bình định mức 100ml Thêm 10 ml dung dịch lantan axít hố (4.2.2.4) vào bình pha loãng nước đến vạch mức trộn Xác định nồng độ magiê dịch lọc pha loãng B (c1) mẫu trắng pha loãng (cb1) dung dịch hiệu chuẩn (4.2.3) FAAS bước sóng 285,2 nm, hiệu chỉnh thiết bị theo hướng dẫn nhà sản xuất để có thơng số tối ưu qua lửa xy hố a xê tylen/khơng khí (màu xanh) 4.2.5 Tính tốn Hiệu chỉnh nồng độ magiê dịch lọc B pha loãng chất lỏng lưu lại đất ly tâm sau xử lý với nước, theo công thức: c1 nồng độ magiê dịch lọc B pha lỗng, tính milimol lít; c2 nồng độ magiê hiệu chỉnh dịch lọc B pha lỗng, tính milimol lít; m1 khối lượng ống ly tâm với đất khơ khơng khí, tính gam; m2 khối lượng ống ly tâm với đất ướt, tính gam Dung lượng trao đổi cation (CEC) đất tính theo cơng thức: CEC dung lượng trao đổi cation đất, tính xentimol điện tích dương kilogam; c2 nồng độ magiê hiệu chỉnh dịch lọc B pha lỗng, tính milimol lít; cb1 nồng độ magiê dung dịch mẫu trắng pha lỗng, tính milimol lít; m khối lượng đất khơ khơng khí, tính gam Nếu CEC vượt q 40 cmol+/kg lặp lại phép xác định dùng lượng đất hơn, sửa lại việc tính tốn cho phù hợp với lượng đất dùng Chú thích - Đơn vị "xentimol điện tích dương /kg" viết tắt cmol +/kg, số lượng so với đơn vị dùng trước mili đương lượng gam 100 gam 4.3 Xác định kali natri có khả trao đổi 4.3.1 Nguyên tắc Kali natri mẫu đất đo dịch chiết bari clorua trietanolamin axít hố quang phổ phát xạ lửa Chú thích - Do nồng độ bari cao mơi trường, nên cản trở ion hố loại trừ 4.3.2 Thuốc thử Chỉ sử dụng loại thuốc thử đạt tiêu chuẩn phân tích nước cất nước loại ion để pha dung dung dịch 4.3.2.1 Nước, có độ dẫn điện riêng khơng vượt 0,2 mS/m 250C [đạt tiêu chuẩn cấp TCVN 4851 - 89 (ISO 3696: 1987)] 4.3.2.2 Dung dịch chuẩn gốc kali natri, ρ(K) = 000 mg/l ρ(Na) = 400 mg/l Hòa tan 1,906 g KCl 1,016 g NaCl nước Sau chuyển vào bình định mức dung tích 1000ml pha lỗng đến vạch mức với nước Chú thích - Nghiền KCl NaCl thành bột nung bột thu nhiệt độ từ 400 oC đến 500 oC 200 oC 24 giờ, để nguội bột bình hút ẩm trước dùng 4.3.2.3 Dung dịch gốc pha loãng, ρ(K) = 100 mg/l ρ(Na) = 40 mg/l Dùng pipet hút 25 ml dung dịch gốc (4.3.2.2) cho vào bình định mức dung tích 250 ml pha lỗng đến vạch mức nước 4.3.2.4 Axít clohydric, c(HCl) = mol/l Pha lỗng 83 ml dung dịch axít clohydric (ρ = 1,19 g/ml) nước đến 1000ml 4.3.3 Dãy dung dịch hiệu chuẩn Dùng pipet hút dung dịch gốc pha loãng (4.3.2.3) với thể tích 0ml, 5ml, 10 ml,15 ml, 20 ml, 25 ml cho vào bình định mức riêng rẽ dung tích 50 ml Thêm 10,0 ml dung dịch chiết (4.1.1.5) 5ml axít clohydric (4.3.2.4) vào bình Pha lỗng nước đến vạch mức Các dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ kali tương ứng mg/l, 10 mg/l, 20 mg/l, 30 mg/l, 40 mg/l 50 mg/l nồng độ natri tương ứng mg/l, mg/l, mg/l, 12 mg/l, 16 mg/l 20 mg/l 4.3.4 Cách tiến hành Dùng pipet hút ml dịch lọc A (xem 4.1.2) dịch chiết mẫu trắng (xem 4.1.2) cho vào ống nghiệm riêng rẽ Lần lượt thêm vào ống nghiệm 1,0 ml axít HCl (4.3.2.4) sau 7,0 ml nước trộn Xác định nồng độ kali natri dịch lọc A pha loãng, mẫu trắng dung dịch hiệu chuẩn quang phổ phát xạ lửa bước sóng 589 nm 766 nm, dùng lửa khơng khí/propan Chú thích: Để tránh nhiễm bẩn natri, dụng cụ thuỷ tinh phải ngâm axít nitric kỹ thuật, 4mol/l qua đêm Kiểm tra lại dung dịch chuẩn có nồng độ cao cách thường xuyên ( nghĩa sau năm lần đo) 4.3.5 Tính tốn Hàm lượng kali natri trao đổi có mẫu đất tính theo cơng thức: b(Na,tđ) đất; hàm lượng natri trao đổi có đất, tính centimol điện tích dương kilogam b(K,tđ) đất; hàm lượng kali trao đổi có đất, tính centimol điện tích dương kilogam ρ3 nồng độ natri kali dịch lọc A pha lỗng, tính miligam lít; ρb2 lít; nồng độ natri kali dung dịch trắng pha lỗng, tính miligam m khối lượng đất khơ khơng khí, tính gam 4.4 Xác định canxi magiê có khả trao đổi 4.4.1 Nguyên tắc Magiê canxi xác định dịch chiết bari clorua trietanolamin axít hố quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa (FAAS) Chú thích 10 - Do nồng độ bari cao môi trường này, nên không tạo thành phức bền nhiệt canxi magiê với phốt phát nhôm, lửa 4.4.2 Thuốc thử Chỉ dùng loại thuốc thử đạt độ tinh khiết phân tích nước cất nước loại ion để pha dung dịch 4.4.2.1 Nước, có độ dẫn điện khơng vượt q 0.2mS/m 25oC [đạt tiêu chuẩn cấp TCVN 4851- 89 (ISO 3696: 1987)] 4.4.2.2 Axít clohydric, c(HCl) = mol/l Pha lỗng 330 ml axít clohydric đậm đặc (ρ = 1,19 g/ml) thành 000 ml nước cất 4.4.2.3 Dung dịch gốc magiê, ρ(Mg) = 100mg/l Hoà tan 0,837 g magiê clorua ngậm phân tử nước (MgCl 2.6H20) nước Chuyển vào bình định mức 000 ml pha lỗng đến vạch mức nước Chú thích: 11 Magiê clorua ngậm phân tử nước bị nước tạo thành tinh thể để yên Thuốc thử cần phải chuẩn lại cách chuẩn độ với EDTA có đệm pH = 10 dùng Eriocrom T đen làm thị 12 Có thể sử dụng dung dịch tiêu chuẩn thương mại hoà tan lượng cân magiê kim loại 4.4.2.4 Dung dịch gốc canxi, ρ(Ca) = 000mg/l Cân 2,497 g canxi cacbonat (CaCO3) cho vào cốc 100 ml Hoà tan canxi cacbonat 12,5 ml dung dịch HCl mol/l (4.4.2.2) Đun sôi dung dịch để loại bỏ CO 2, để nguội nhiệt độ phòng, chuyển vào bình định mức 000 ml thêm nước đến vạch mức Chú thích 13 - CaCO3 phải nung nhiệt độ 4000C giờ, sau để nguội bình hút ẩm trước dùng làm chất chuẩn 4.4.2.5 Dung dịch gốc hỗn hợp, ρ(Mg) = 5mg/l ρ(Ca) = 50 mg/l Dùng pipét hút 5,0 ml dung dịch magiê gốc (4.4.2.3) 5,0 ml dung dịch gốc canxi (4.4.2.4) cho vào bình định mức 100 ml thêm nước đến vạch mức 4.4.3 Dãy dung dịch hiệu chuẩn Dùng pipét hút ml, ml, ml, ml, ml 10 ml dung dịch gốc hỗn hợp (4.4.2.5) cho vào bình định mức dung tích 100 ml Thêm 10,0 ml dung dịch chiết (4.1.1.5) 10,0 ml dung dịch HCl (4.3.2.4) Thêm nước đến vạch mức Dãy dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ magiê tương ứng mg/l, 0,1 mg/l, 0.2 mg/l, 0,3 mg/l, 0,4 mg/l 0,5 mg/l nồng độ canxi tương ứng mg/l, mg/l, 2mg/l, mg/l, mg/l mg/l 4.4.4 Cách tiến hành Dùng pipét hút 1,0 ml dịch lọc A (xem 4.1.2) mẫu trắng (xem 4.1.2) cho vào hai ống nghiệm riêng rẽ Thêm 1,0 ml dung dịch HCl (4.3.2.4) 8,0 ml nước vào ống nghiệm trộn Xác định magiê, canxi dịch lọc A pha loãng, mẫu trắng dung dịch hiệu chuẩn quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa (FAAS) bước sóng 285,2 nm magiê 422,7 nm canxi, dùng lửa khơng khí/axêtylen ôxy hoá (màu xanh) magiê giảm chút thành lửa không khí/axêtylen (màu sáng) can xi 4.4.5 Tính tốn Tính tốn hàm lượng canxi magiê có khả trao đổi có mẫu đất theo cơng thức: b (Mg, có khả trao đổi) hàm lượng magiê có khả trao đổi có đất, tính centimol điện tích dương kilogam; b (Ca, có khả trao đổi) hàm lượng canxi có khả trao đổi có đất, tính xentimol điện tích dương kilogam; ρ4 nồng độ magiê canxi dịch lọc A pha lỗng, tính miligam lít; ρb3 nồng độ magiê canxi dung dịch mẫu trắng pha lỗng, tính miligam lít; m khối lượng mẫu đất khơ khơng khí, tính gam Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thơng tin sau đây: a) tham khảo đối vơí tiêu chuẩn này; b) nhận dạng xác mẫu; c) thông tin chi tiết bảo quản mẫu thí nghiệm trước phân tích; d) kết phép xác định: 1) CEC, tính centimol điện tích dương kilogam; 2) b (Na tđ) tính centimol điện tích dương kilogam; 3) b (K tđ) tính centimol điện tích dương kilogam; 4) b (Ca tđ) tính centimol điện tích dương kilogam; 5) b (Mg tđ) tính centimol điện tích dương kilogam; e) chi tiết thao tác không nằm tiêu chuẩn sử dụng phần lựa chọn, yếu tố gây ảnh hưởng đến kết Phụ lục A (tham khảo) Tài liệu tham khảo [1] Mehlich, A., (1938) Sử dụng đệm bari triethanolamine axetat để xác định số tính chất trao đổi bazơ nhu cầu bón vơi đất Biên lưu Hội thảo Hiệp hội khoa học đất Hoa kỳ Số 3, trang 162 - 166 [2] Mehlich, A., (1942) Ước tính tính chất trao đổi đất Tạp chí khoa học đất Số 53, trang 14 [3] Bascomb, C.L., (1964), Phương pháp nhanh xác định dung tích trao đổi cation loại đất đá vơi đất khơng phải đá vơi Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Thực phẩm Số 12, trang 821 - 823 ... không vượt 0,2 mS/m 250C [đạt tiêu chuẩn cấp TCVN 4851 - 89 (ISO 3696: 1987)] 4.2.2.2 Axít clohydric, c(HCl) = 12 mol/l (ρ = 1,19 g/ml) 4.2.2.3 Dung dịch magiê tiêu chuẩn, c(Mg) = 0,001 mol/l Dùng... 4.3.2.1 Nước, có độ dẫn điện riêng không vượt 0,2 mS/m 250C [đạt tiêu chuẩn cấp TCVN 4851 - 89 (ISO 3696: 1987)] 4.3.2.2 Dung dịch chuẩn gốc kali natri, ρ(K) = 000 mg/l ρ(Na) = 400 mg/l Hòa tan... dịch 4.1.1.1 Nước, nước có độ dẫn điện riêng không vượt 0,2 mS/m 25 0C [nước đạt tiêu chuẩn loại TCVN 485 1- 89 (ISO 3696: 1987)] 4.1.1.2 Dung dịch bari clorua, c(BaCl2) = mol/l Hòa tan 244 g bari