超声提取法测定复合肥料中的氯离子和水溶性磷含量

Determination of Chloride Ion and Water-Soluble Phosphorus Content in Compound Fertilizers by Ultrasonic Extraction Method

doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2025.06.014

廉翔 Xiang LIAN

山西省应用化学研究所〔有限公司〕/山西省化肥农药产品质量检验站山西太原 030027 Shanxi Research Institute of Applied Chemistry 〔Company Limited〕/Shanxi Quality Supervision and Inspection Station of Fertilizer and Pesticide Product, Taiyuan, Shanxi 030027, China

摘要：

采用超声提取-容量法和超声提取-重量法测定复合肥料中的氯离子和水溶性磷含量，并与沸水提取和加水研磨法的测定结果进行对比。结果表明：超声提取-容量法测定氯离子含量的相对标准偏差为0.35%~ 1.87%，加标回收率为98.6%~101.2%；超声提取-重量法测定水溶性磷含量的相对标准偏差为0.45%~1.28%，加标回收率为99.0%~101.3%；与沸水提取和加水研磨法等提取方式相比，超声提取法在室温条件下提取只需8 min，且不需要冷却转移和研磨过程，不仅操作快速简便，而且准确度高、精密度良好，适用于复合肥料的批量检测。

关键词：

复合肥料; 氯离子; 水溶性磷; 超声提取法; 沸水提取法; 加水研磨法; 测定;

Abstract：

The chloride ion and water-soluble phosphorus contents in compound fertilizers are determined using ultrasonic extraction-volumetric method and ultrasonic extraction-gravimetric method, respectively, and the results are compared with those obtained by boiling water extraction and water-added grinding methods. The results show that the relative standard deviations (RSD) for the determination of chloride ion content by the ultrasonic extraction-volumetric method range from 0.35% to 1.87%, with spiked recoveries of 98.6% to 101.2%. The RSD for the determination of water-soluble phosphorus content by the ultrasonic extraction-gravimetric method is 0.45% to 1.28%, with spiked recoveries of 99.0% to 101.3%. Comparing with extraction methods such as boiling water extraction and water-added grinding, the ultrasonic extraction method requires only 8 minutes at room temperature, eliminates the need for cooling, transfer, and grinding processes. It is not only rapid and simple to operate but also demonstrates high accuracy and good precision, making it suitable for batch testing of compound fertilizers.

Keyword：

compound fertilizer; chloride ion; water-soluble phosphorus; ultrasonic extraction method; boiling water extraction method; water-added grinding method; determination;

0 前言

氯是作物生长过程中必需的微量营养元素之一，能够促进作物的光合作用、减少作物的水分流失并支持作物体内营养元素的运输^[1]。肥料中的氯元素主要以氯离子的形式被作物吸收。适当施用含氯肥料能够提高部分作物的产量和品质，但过量施用，尤其是对“忌氯”作物，则会影响种子的萌发并导致土壤板结、盐碱化等问题的出现^[1-2]。因此，氯离子含量是衡量肥料质量的一个重要指标，也是实验室主要的检测项目之一^[3]。

磷是作物生长过程中必需的三大营养元素之一，在作物早期根系的形成和生长、光合作用、呼吸作用及抗寒和抗旱能力的提高等方面均发挥着重要作用。肥料中的水溶性磷施用后易溶于土壤溶液，被作物根系吸收利用，从而满足作物生长的需求；若施用过多，水溶性磷在土壤中易与金属离子结合而被固定，无法发挥出最大的肥效^[4-5]。水溶性磷的比例并非越高肥效越好，测定肥料中的水溶性磷含量对提高施肥效果具有一定的指导意义^[6-8]。

国家标准《复合肥料》(GB/T 15063—2020)^[9]及《复混肥料中氯离子含量的测定》(GB/T 24890—2010)^[10]中规定了复合肥料中氯离子的测定方法为容量法和自动电位滴定法，这两种方法均采用沸水提取试样中的氯离子。GB/T 15063—2020及国家标准《复混肥料中有效磷含量的测定》(GB/T 8573—2017)^[11]中规定了复合肥料中水溶性磷的测定方法为磷钼酸喹啉重量法、等离子体发射光谱法和自动分析仪法，这3种方法均需通过加水研磨或超声提取试样中的水溶性磷。氯离子和水溶性磷的测定均需先用水提取出待测离子，理论上，上述3种提取方法均可采用^{[3, 7-8]}。然而，沸水提取法采取加热、冷却及转移等3个步骤，耗时约1 h；加水研磨法采取研磨、洗涤及过滤等3个步骤，耗时需2 h以上。这两种提取方法不仅步骤多、耗时长，且操作不当易造成试样损失。相比之下，采用超声法可同时提取复合肥料中的氯离子和水溶性磷，且无需冷却转移和研磨过滤，耗时仅为8 min，操作简便快速，可大幅提高检测效率。结果显示，采用超声提取-容量法和超声提取-重量法测定氯离子和水溶性磷的含量，结果准确度高、精密度良好，可满足实验室日常检测的需求。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器设备

试剂：硝酸(1+1)溶液，硝酸银溶液(0.1 mol/L)，硫氰酸铵标准溶液(0.101 5 mol/L)，硫酸铁铵指示液(80 g/L)，喹钼柠酮试剂，基准氯化钠(100 g/瓶)和基准磷酸二氢钾(100 g/瓶)。上述试剂购自天津市科密欧化学试剂有限公司。

仪器设备：FA1004型电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；CR-100S型超声波清洗机，深圳市春霖清洗设备有限公司；T03型滴定仪，上海晟声自动化分析仪器有限公司；202-00A型电热恒温干燥箱，北京心雨仪器仪表有限公司；玻璃坩埚式滤器(G4，30 mL)；电热板及其他实验室常用器皿。

1.2 试液的制备

沸水提取法：称取2 g试样(精确至0.000 1 g) 置于250 mL锥形瓶中，加入约100 mL水，于电热板上加热煮沸10 min；冷却后转移至250 mL容量瓶中，用水定容、混匀，干过滤，收集滤液为试液A。

加水研磨提取法：称取2 g试样(精确至0.000 1 g)置于75 mL瓷蒸发器中，加入25 mL水研磨，将清液倾注过滤并转入250 mL容量瓶中；继续用水研磨3次，用水洗涤滤纸上的水不溶物，至容量瓶中溶液约200 mL，用水定容、混匀后干过滤，收集滤液为试液B。

超声提取法：称取2 g试样(精确至0.000 1 g) 置于250 mL容量瓶中，加入约150 mL水，将容量瓶放入超声波清洗机中提取8 min(清洗机内的液面高于容量瓶内的液面)；用水定容、混匀后干过滤，收集滤液为试液C。

1.3 氯离子含量的测定

准确吸取一定量的A试液或C试液，采用GB/T 24890—2010中规定的容量法测定肥料中的氯离子含量。同时进行空白试验，除不加试样外，其余试剂用量和分析步骤均与试样一致。

1.4 水溶性磷含量的测定

准确吸取一定量的B试液或C试液，采用GB/T 8573—2017中规定的重量法测定肥料中的水溶性磷含量。同时进行空白试验，除不加试样外，其余试剂用量和分析步骤均与试样一致。

2 结果与讨论

2.1 方法对比试验

选取10个不同批次的复合肥料，采用超声提取试样中的氯离子和水溶性磷(试液C)后，分别采用容量法和重量法测定氯离子和水溶性磷的含量，并与沸水提取法(试液A)和加水研磨法(试液B)的测定值进行对比，结果见表 1。

表 1

不同提取方法测定氯离子和水溶性磷含量的结果对比

编号	w(Cl^-)/%			w(P₂O₅)/%
编号	超声提取	沸水提取	误差绝对值	超声提取	加水研磨	误差绝对值
1	0.12	0.07	0.05	15.10	15.24	0.14
2	1.62	1.69	0.07	12.55	12.68	0.13
3	5.73	5.63	0.10	8.77	8.70	0.07
4	8.02	8.13	0.11	9.83	9.89	0.06
5	10.26	10.18	0.08	10.31	10.20	0.11
6	11.95	12.04	0.09	4.29	4.33	0.04
7	12.09	11.91	0.18	11.39	11.49	0.10
8	15.77	15.93	0.16	8.70	8.79	0.09
9	23.07	23.20	0.13	9.87	9.75	0.12
10	26.10	25.95	0.15	6.71	6.63	0.08

从表 1可看出，超声提取和沸水提取后测定的氯离子含量基本一致。以沸水提取法的测定值为标准值，超声提取法的测定值为测量值，两种方法测定结果的误差绝对值为0.05%~0.18%，小于GB/T 24890—2010中规定的平行测定结果的允许差。同样，超声提取法和加水研磨法测定水溶性磷含量的误差绝对值为0.04%~0.14%，小于GB/T 8573—2017中规定的平行测定结果的允许差。提取方法对比试验结果表明，超声提取的试液可同时用于水溶性磷和氯离子含量的测定。

2.2 精密度试验

选取6个不同批次、氯离子和水溶性磷含量不同的复合肥料为样品。每个样品经超声提取后，分别采用容量法和重量法测定试液中的氯离子和水溶性磷含量，计算6次平行测定结果的平均值及相对标准偏差(RSD)，结果见表 2。

表 2

精密度试验结果

编号	Cl^-		P₂O₅
编号	平均值w/%	RSD/%	平均值w/%	RSD/%
1^#	1.65	1.87	12.61	0.45
2^#	5.67	0.96	8.78	0.81
3^#	8.08	0.79	9.86	0.61
4^#	12.01	0.40	4.31	1.28
5^#	15.84	0.37	8.70	0.66
6^#	23.15	0.35	9.82	0.57

由表 2可看出，超声提取-容量法测定不同含量氯离子的RSD为0.35%~1.87%；超声提取-重量法测定不同含量水溶性磷的RSD为0.45%~1.28%。结果表明，超声提取法同时测定氯离子、水溶性磷含量的精密度良好，符合分析检测的要求。

2.3 加标回收试验

选取精密度试验中的6个样品进行加标回收试验，以6次平行测定结果的平均值作为本底值，在每个样品中加入基准氯化钠及基准磷酸二氢钾，经超声提取法处理试样后，测定试液中的氯离子和水溶性磷的含量，结果见表 3。

表 3

加标回收试验结果

编号	Cl^-				P₂O₅
编号	本底值/mg	加标量/mg	测定总量/mg	回收率/%	本底值/mg	加标量/mg	测定总量/mg	回收率/%
1^#	38.9	50.0	88.2	98.6	297.0	300.0	599.4	100.8
2^#	116.1	100.0	217.3	101.2	179.8	150.0	328.9	99.4
3^#	179.5	150.0	330.9	100.9	219.0	200.0	421.3	101.2
4^#	246.7	250.0	495.2	99.4	88.5	100.0	187.5	99.0
5^#	318.0	300.0	620.4	100.8	174.6	150.0	326.6	101.3
6^#	468.1	450.0	913.7	99.0	198.5	200.0	400.2	100.8

由表 3可看出，超声提取-容量法测定氯离子含量的加标回收率为98.6%~101.2%，超声提取-重量法测定水溶性磷含量的加标回收率为99.0%~101.3%。结果表明，超声提取法同时测定氯离子和水溶性磷含量的准确度较高，且试液中的其他离子不会对检测结果产生干扰。

3 结语

相较于沸水提取法和加水研磨法，采用超声提取法同时测定复合肥料中氯离子和水溶性磷的含量，不仅操作过程更加简便，而且避免了冷却转移和研磨过滤时可能导致的试样损失。加标回收试验和精密度试验的结果表明，该方法具有良好的准确度和精密度，是一种快速、准确、可靠的测定方法，适用于大批量样品的检测。

ckwx 参考文献

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