土壤PH值測定的影響因素及有效對策論文
1 概述。
土壤 pH 值是土壤酸堿度的強度指標，是土壤的基本化學(xué)性質(zhì)，土壤 pH 的測定方法包括比色法和電位法，電位法的精確度較高，pH 誤差約為0. 02 單位，現(xiàn)已成為室內(nèi)測定的常規(guī)方法。土壤 pH 易于測定，常用作土壤分類、利用、管理和改良的重要參考，同時在一系列的理化分析中，土壤 pH 與很多項目的分析方法和分析結(jié)果有密切的聯(lián)系，也是審查其他項目結(jié)果的一個依據(jù)。
2 基本原理。
以電位法測定土壤懸液 pH,通用 pH 玻璃電極為指示電極，甘汞電極為參比電極。此二電極插入待測液時構(gòu)成一電池反應(yīng)，其間產(chǎn)生一電位差，因參比電極的電位是固定的，故此電位差之大小取決于待測液的 H+離子活度或其負對數(shù) pH.因此可用電位計測定電動勢。再換算成 pH,一般用酸度計可直接測讀 pH.
3 影響因素。
3. 1 影響土壤體系本身的氫離子活度的因素。
�。� 1） 土水比的影響。對于中性和酸性土壤，一般土壤懸液越稀即所加的水分越多，測得的 pH 值越高，大部分土壤從脫粘點稀釋到土水比 1∶ 10 時，pH 值約增高 0. 3-0. 7 單位，而其中尤以酸性土壤的稀釋效應(yīng)較大。水分量增大時 pH 值升高的原因，可能是由于粘粒的濃度降低，致使吸附性氫離子與電極表面接觸的機會減少； 還可能有電解質(zhì)的稀釋效應(yīng)，使陽離子更多的溶解在溶液中，而使溶液的 pH 值升高所以，為了能夠相互比較，在測定 pH 值時候，土水比應(yīng)該加以固定。這在各國的規(guī)定是不同的，國際土壤學(xué)習(xí)會規(guī)定的土水比為 1∶ 2. 5,我國的例行 pH 測定中，以 1∶5 和 1∶1 占多數(shù)。
�。� 2） 電解質(zhì)濃度的影響。增加電解質(zhì)濃度時，土壤的 pH 值降低。查有關(guān)文獻，土壤溶液中有少量電解質(zhì)存在時，土壤的 pH 值降低 0. 5單位或更多，因此在 1mol/L 氯化鉀溶液中測得的土壤懸液的 pH 值常常比在水懸液中低1 -1. 5 單位，關(guān)于電解質(zhì)影響土壤 pH 值的原因，有人認為是電解質(zhì)中的陽離子把交換性氫離子從粘粒上代換下來，因而降低了土壤的 pH 值，也有人認為，電解質(zhì)可以減小擴散層的厚度，因而是溶液的 pH 值降低。
�。� 3） 二氧化碳的影響。這里所指的二氧化碳影響是指自然土壤原來所含有的二氧化碳影響，而不是空氣中的或者介質(zhì)水中的二氧化碳。當取土測定土壤 pH 時，土壤經(jīng)過干燥，其中所含的二氧化碳大部分揮發(fā)損失，所以這樣測得的結(jié)果就和原來土壤實際情況不同。這對石灰性土壤尤其顯著，如當二氧化碳分壓從 0. 77 大氣壓降至 0. 0003 大氣壓，土壤的 pH 值即從 6. 4 升至為 9. 2. 這是因為石灰性土壤的 pH 值與土壤空氣中的二氧化碳壓力對數(shù)成比例關(guān)系。式中 pK1是碳酸的第一個解離常數(shù)的負對數(shù)，I 是土壤溶液的離子強度，[CO2]是土壤空氣中的 CO2分壓，[HCO-3]是重碳酸根離子的濃度。
�。� 4） 樣品的磨細程度的影響。當一個 pH 為 4. 7 的土壤從通過2mm 試驗篩磨細到 0. 1mm 時，pH 值約增改 1. 0 - 1. 3 單位，可見，測定土壤樣品 pH 值時候，樣品應(yīng)該避免磨的太細。
�。� 5） 平衡時間的影響。如果在制備懸液時候土壤與水的平衡時間不夠，則將影響擴散層與自由溶液之間的氫離子分布狀況，因而引起誤差，查資料，對于大多數(shù)歐洲土壤，土壤與水接觸 1 分鐘左右就可以達到平衡，對于澳洲土壤，則往往需要加水后震蕩 1 小時。對于我國大多數(shù)土壤，1 小時的平衡時間一般已夠，過久放置因為可能引起微生物的活動，所以也不適宜。
3. 2 測定條件的影響。
對于易沉降的土壤，玻璃電極插入位置會使測得的 pH 值不同，一般在 pH5. 5 - 6. 3 之間時，如果玻璃電極由上部的平衡清液移動向下部的泥糊，則使 pH 值讀數(shù)降低 0. 1 - 0. 3pH 單位，這種差別隨膠體所帶電荷的增多而更為劇烈，這可能是由于懸液中對玻璃電極起反應(yīng)的H+離子較平衡清液為多所致，也可能是由于玻璃電極在清液中的電位沒有達到平衡所致。
測定土壤的 pH 值時，攪動懸液可對讀數(shù)發(fā)生影響，這是因為攪動對液接電位發(fā)生了顯著的.影響，并且其數(shù)值還與鹽橋頂端的孔狀物質(zhì)的種類及孔隙度有關(guān)。據(jù)試驗，攪動時測得的紅壤懸液的 pH 值較不攪動時測得這約低 0. 07 -0. 30pH 值單位。
3. 3 雜質(zhì)的影響。
對于質(zhì)地輕的砂質(zhì)土和緩沖性弱的土壤，如紅壤土，在制備懸液時，不宜使用劣質(zhì)的玻璃容器和蒸餾水，以免其中的雜質(zhì)增高土壤的pH 值。對于堿性土和中性土，所用的蒸餾水應(yīng)不含二氧化碳，并且在放置過程中防止吸收大氣中的二氧化碳。
3. 4 液接電位的影響。
用電位法測得土壤懸液的 pH 值實際上包含 H+活度和液接電位，對于負電膠體，液接電位的符號是使土壤的 pH 較其實有值為低，其影響程度隨土壤濃度的增加而增加。液接電位的影響不但與固相的電荷符號和數(shù)量以及電解質(zhì)的濃度有關(guān)，而且與膠體上吸附的離子種類有關(guān)。如在膠體上吸附二價和三價離子時，液接電位的數(shù)值就比吸附一價離子時小。一般在土壤懸液中，液接電位造成的誤差一般不超過 ±0. 20pH 單位。
在一系列的土樣的測定過程中，若重復(fù)測定早先測過的樣品，往往重復(fù)性很差，得不到原來的讀數(shù)，有時甚至于原來的讀數(shù)相差零點幾個pH 單位。如果差的過大，這主要是甘汞電極鹽橋的問題。由于某些甘汞電極鹽橋管內(nèi)流出的氯化鉀溶液的速度過慢，在測過幾個樣品后，鹽橋頂端的氯化鉀溶液，可能來不及補充而被稀釋，使重新測定原先的標本時液接電位已有所不同，因而重復(fù)之間的差異很大。
4 解決方法。
在土壤 pH 值測定中，有關(guān)的影響因素很多，在按相關(guān)標準試驗時，應(yīng)該嚴格控制土水比或電解質(zhì)濃度； 如 SL237 -1999 < < 土工試驗規(guī)程 > > 測定 pH 值要求試樣過 2mm 土壤篩，就應(yīng)該嚴格控制樣品的磨細程度，嚴禁研磨的太細； 土（ 水） 中二氧化碳---用新制備的蒸餾水浸泡試樣； 平衡時間---待儀器讀數(shù)穩(wěn)定再進行下一個試樣測試； 測定條件---盡可能將玻璃電極插入上層清液； 減少雜質(zhì)干擾。
根據(jù)現(xiàn)有的儀器所產(chǎn)生的誤差一般能減低到很小限度，由電極系統(tǒng)所造成的誤差對于純?nèi)芤簛碚f一般也不嚴重，所測得的土壤的 pH值的變異，主要源自土壤體系本身或者由于土壤特點對于電極系統(tǒng)所造成的影響（ 如液接電位） ,對于液接電位在測試 pH 值測定過程中的影響，就需要對電極性能不斷提高和改進。在土壤 pH 值測定過程中，注意了以上影響因素，就能得到滿意的測試結(jié)果。
參考文獻。
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