CN103376276A - 测定粪便样品中铵态氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定粪便样品中铵态氮的方法;所述方法包括如下步骤:步骤1,采集样品,冷藏,测定干物质的质量百分比含量;步骤2,取蒸馏水稀释样品,取上清液,稀释,加入饱和氢氧化钠溶液调节pH值,测定稀释液的电位值;步骤3,将干物质的百分比含量和稀释液的电位值代入标准曲线方程,即可。本发明利用铵离子敏感型电极测定新鲜粪便样品的水浸提液,经过适当的稀释后测定电位值,然后根据铵离子浓度和电位值代入校准曲线,确定铵离子含量;本发明的整个测定方法中不使用昂贵的实验仪器,实验操作简便,测定速度快,适宜于推广使用。本发明对测定仪器要求低,操作简便,结果稳定,重现性好,测定速度快,准确度高,适宜于推广使用。
Description
技术领域
本发明属于铵态氮检测方法技术领域,具体涉及一种测定粪便样品中铵态氮的方法。
背景技术
粪便样品铵态氮含量,指在禽畜粪便中存在的可被植物直接利用的铵态氮元素含量。铵态氮是一种无机氮,易溶于水,肥效快,作物直接吸收且不易在土壤中流失。随禽畜养殖规模的扩大,必然产生大量的禽畜粪便,如果处理不当将会给环境带来严重的危害。但如果对其进行有效处理,进行资源化利用,也可以变废为宝。铵态氮含量作为其基本生理生化指标之一,对其研究有现实意义。
目前主要有三种方法测定铵态氮含量:蒸馏滴定法、比色法、电极检测法。蒸馏滴定法需要时刻调控蒸馏温度,来阻止形成大量的泡沫或者剧烈沸腾,最后通过观察颜色变化确定滴定终点,不同操作人员确定的滴定终点可能不同,造成较大误差。比色法测定时,前期的试剂制备和仪器预热花费大量时间,在样品数量较多时测定较有优势。而电极检测法操作简便、仪器廉价,并且样品颜色和浑浊不影响结果。因此确定其规范的操作方法,对实验研究有很大意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种测定粪便样品中铵态氮的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明涉及一种测定粪便样品中铵态氮的方法,所述方法包括如下步骤:
步骤1,采集样品,冷藏,测定干物质的质量百分比含量;
步骤2,取蒸馏水稀释样品,取上清液,稀释,加入饱和氢氧化钠溶液调节pH值,测定稀释液的电位值;
步骤3,将干物质的质量百分比含量和稀释液的电位值代入校准曲线回归方程,即可。
优选地,步骤1中,所述冷藏温度为-18~4℃,所述测定温度为4℃。
优选地,步骤1中,所述测定干物质的质量百分比含量具体方法为:取称量玻璃平皿,用自来水冲洗两次,蒸馏水冲洗一次,放入90~120℃烘箱中烘干至恒重,放入干燥器中冷却至室温,玻璃平皿称重,取适量样品置于玻璃平皿上,放在90~120℃烘箱至恒重称量,计算干物质含量。
优选地,步骤2中,所述测定稀释液的电位值采用铵离子敏感型电极测定。
优选地,所述蒸馏水稀释样品后的干物质的质量百分比含量与稀释前样品中干物质的质量百分比含量的比为1:(20~50)。
优选地,步骤2中,所述上清液的体积为3~5ml。
优选地,所述稀释后的上清液中的干物质的质量百分比含量与稀释前上清液中的干物质的质量百分比含量比为1:(10~30)。
标准曲线方程按由如下方法得到:称取0.267g氯化铵,溶于50ml蒸馏水中,制成10-1M的标准液1,P(NH4 +)=1。取5ml标准液1加入蒸馏水定容至50ml,制成10-2M的标准液2,P(NH4 +)=2。依次制成标准液3,4,5,其P(NH4 +)分别为3,4,5。用饱和的氢氧化钠溶液调节各个标准液的pH为7,用探头测定其稀释液的电位值(MV)分别为:-231.9,-174.4,-112.4,-43.6,10.2。以MV值为横坐标,P(NH4 +)为纵坐标绘图,进行线性的拟合,得到校准曲线的回归方程:所述校准曲线回归方程为:y=61.5x-294.9,R2=0.998,其中,y为稀释液的电位值,x为铵态氮含量的负对数P(NH4 +)。
R2为线性相关系数,即标准曲线拟合时y与x的线性相关性。线性相关系数(R2)越大,说明连接实测数据点的线越接近直线,线性相关系数(R2)越小,说明实测点数据的线性相关性越小。实施例中设定线性相关系数(R2)阈值为0.99,即当R2大于或等于0.99时认为Y与X呈线性相关性,校准曲线方程可以使用;当R2小于0.99时认为y与x无线性相关性,校准曲线方程不可使用,需要重新测定或拟合。如图一中直线是根据实测值(小黑点)回归得到的,如果小黑点离直线越近,说明偏差越小,R2的值越大;小黑点离直线越远说明偏差越大,R2的值越小,当线性相关系数R的值小于0.99时,认定Y与X无线性相关性。本图R2为0.998,标准曲线确定的y与x相关性可以成立。
所述饱和氢氧化钠溶液的配置方法为:用烧杯取适量蒸馏水,在震荡条件下不断添加固体氢氧化钠,直至固体不再溶解,过滤固体不溶物,得到饱和氢氧化钠溶液。
优选地,所述pH值为11~14。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
(1)由于本发明利用铵离子敏感型电极测定新鲜粪便样品的水浸提液,经过适当的稀释后测定电位值,然后根据铵离子浓度和电位值代入校准曲线,确定铵离子含量;本发明的整个测定方法中不使用昂贵的实验仪器,实验操作简便,测定速度快,适宜于推广使用。
(2)采用本发明方法,对测定仪器要求低,操作简便,结果稳定,重现性好,测定速度快,准确度高,适宜于推广使用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明实施例1~3测得的粪便铵态氮的校准曲线回归线性方程曲线图;
图中:y为稀释液的电位值(MV),x为铵离子的负对数即P(NH4 +)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1~3所述的铵离子敏感型电极为雷磁公司PNH3-1型电极。
实施例1
本实施例涉及一种测定粪便样品中铵态氮的方法,所述方法包括如下步骤:
步骤1,采集样品后,需置于4℃冰箱内存放以待检测,但存放时间不得超过7天。若不能保证7天内检测,应置于-18℃冰柜内贮藏;需要测定时,冷冻样品在4℃冰箱内解冻后尽快测定,以防止易挥发成分的变化及微生物的分解。
测量干物质的质量百分比含量:取称量玻璃平皿自来水冲洗两次,蒸馏水冲洗一次,放入105℃烘干至恒重,放入干燥器中冷却至室温。取-18℃冷藏样品解冻,取玻璃平皿编号,称量皿重16.6805g,用药匙取样品,称量皿与样品总重为20.8232g。把培养皿放在105℃烘箱至恒重,称量为17.9021g,计算干物质的质量百分比含量为70.5%。
绘制标准曲线方程:称取0.267g氯化铵,溶于50ml蒸馏水中,制成10-1M的标准液1,P(NH4 +)=1。取5ml标准液1加入蒸馏水定容至50ml,制成10-2M的标准液2,P(NH4 +)=2。依次制成标准液3,4,5,其P(NH4 +)分别为3,4,5。用饱和的氢氧化钠溶液调节各个标准液的pH为7,用探头测定其稀释液的电位值(MV)分别为:-231.9,-174.4,-112.4,-43.6,10.2。以MV值为横坐标,P(NH4 +)为纵坐标绘图,进行线性的拟合,得到校准曲线的回归方程:所述校准曲线回归方程为:y=61.5x-294.9,R2=0.998,其中,y为稀释液的电位值,x为铵态氮含量的负对数P(NH4 +)。
R2为线性相关系数,即标准曲线拟合时Y与X的线性相关性。线性相关系数(R2)越大,说明连接实测数据点的线越接近直线,线性相关系数(R2)越小,说明实测点数据的线性相关性越小。实施例中设定线性相关系数(R2)阈值为0.99,即当R2大于或等于0.99时认为Y与X呈线性相关性,校准曲线方程可以使用;当R2小于0.99时认为Y与X无线性相关性,校准曲线方程不可使用,需要重新测定或拟合。如图一中直线是根据实测值(小黑点)回归得到的,如果小黑点离直线越近,说明偏差越小,R2的值越大;小黑点离直线越远说明偏差越大,R2的值越小,当线性相关系数R的值小于0.99时,认定Y与X无线性相关性。本图R2为0.998,标准曲线确定的Y与X相关性可以成立。
步骤2,测量稀释液电位值:取称量杯,称取新鲜样品6.2626g,按干物质量百分比含量,加蒸馏水20倍稀释。取上清液4ml,加水稀释30倍,用饱和氢氧化钠溶液调节pH值到11,用铵离子敏感型电极测定电位MV值为-149.1。
步骤3,计算铵态氮含量:代入标准曲线y=61.5x-294.9,R2=0.998,如图1所示。其中,y为电位值(MV),x为铵态氮质量百分比含量的负对数,算出稀释液的铵态氮离子负对数为2.37。最后按照稀释比例计算出原始样品中的铵态氮质量百分比含量为25.46g/kg。
实施例2
本实施例涉及一种测定粪便样品中铵态氮的方法,所述方法包括如下步骤:
步骤1,采集样品,需置于4℃冰箱内存放以待检测,但存放时间不得超过7天。若不能保证7天内检测,应置于-18℃冰柜内贮藏;需要测定时,冷冻样品在4℃冰箱内解冻后尽快测定,以防止易挥发成分的变化及微生物的分解。
测量干物质质量百分比含量:取称量玻璃平皿自来水冲洗两次,蒸馏水冲洗一次,放入90℃烘干至恒重,放入干燥器中冷却至室温。取-18℃冷藏样品在常温下解冻,取玻璃平皿编号,称量皿重为19.1725g,用药匙取样品,称量皿与样品总重为25.1205g。把培养皿放在120℃烘箱至恒重,称量为21.2219g,计算干物质的质量百分比含量为65.5%。
绘制标准曲线方程:称取0.267g氯化铵,溶于50ml蒸馏水中,制成10-1M的标准液1,P(NH4 +)=1。取5ml标准液1加入蒸馏水定容至50ml,制成10-2M的标准液2,P(NH4 +)=2。依次制成标准液3,4,5,其P(NH4 +)分别为3,4,5。用饱和的氢氧化钠溶液调节各个标准液的pH为7,用探头测定其稀释液的电位值(MV)分别为:-231.9,-174.4,-112.4,-43.6,10.2。以MV值为横坐标,P(NH4 +)为纵坐标绘图,进行线性的拟合,得到校准曲线的回归方程:所述校准曲线回归方程为:y=61.5x-294.9,R2=0.998,其中,y为稀释液的电位值,x为铵态氮含量的负对数P(NH4 +)。
R2为线性相关系数,即标准曲线拟合时Y与X的线性相关性。线性相关系数(R2)越大,说明连接实测数据点的线越接近直线,线性相关系数(R2)越小,说明实测点数据的线性相关性越小。实施例中设定线性相关系数(R2)阈值为0.99,即当R2大于或等于0.99时认为Y与X呈线性相关性,校准曲线方程可以使用;当R2小于0.99时认为Y与X无线性相关性,校准曲线方程不可使用,需要重新测定或拟合。如图一中直线是根据实测值(小黑点)回归得到的,如果小黑点离直线越近,说明偏差越小,R2的值越大;小黑点离直线越远说明偏差越大,R2的值越小,当线性相关系数R的值小于0.99时,认定Y与X无线性相关性。本图R2为0.998,标准曲线确定的Y与X相关性可以成立。
步骤2,测量稀释液电位值:取称量杯,称取新鲜样品5.7841g,按干物质的质量百分比含量,加蒸馏水30倍稀释,取上清液5ml,加水稀释20倍,用饱和氢氧化钠溶液调节pH值到13,用铵离子敏感型电极测定电位MV值为-128.5。
步骤3,计算铵态氮含量:将测定的电位值,代入标准曲线y=61.5x-294.9,R2=0.998,其中y为溶液的电位值(MV),x为铵离子的负对数即P(NH4 +),算出稀释液的铵态氮离子负对数为2.71。最后按照稀释比例计算出原始样品中的铵态氮质量百分比含量为10.45g/kg。
实施例3
本实施例涉及一种测定粪便样品中铵态氮的方法,所述方法包括如下步骤:
步骤1,采集样品,需置于4℃冰箱内存放以待检测,但存放时间不得超过7天。若不能保证7天内检测,应置于-18℃冰柜内贮藏;需要测定时,冷冻样品在4℃冰箱内解冻后尽快测定,以防止易挥发成分的变化及微生物的分解。
测量干物质质量百分比含量:取称量玻璃平皿自来水冲洗两次,蒸馏水冲洗一次,放入120℃烘干至恒重,放入干燥器中冷却至室温。取-18℃冷藏样品在常温下解冻,取玻璃平皿编号,称量皿重为16.4186g,用药匙取样品,称量皿与样品总重为22.8938g。把培养皿放在90℃烘箱至恒重,称量为17.3755g,计算干物质质量百分比含量为85.2%。
绘制标准曲线方程:称取0.267g氯化铵,溶于50ml蒸馏水中,制成10-1M的标准液1,P(NH4 +)=1。取5ml标准液1加入蒸馏水定容至50ml,制成10-2M的标准液2,P(NH4 +)=2。依次制成标准液3,4,5,其P(NH4 +)分别为3,4,5。用饱和的氢氧化钠溶液调节各个标准液的pH为7,用探头测定其稀释液的电位值(MV)分别为:-231.9,-174.4,-112.4,-43.6,10.2。以MV值为横坐标,P(NH4 +)为纵坐标绘图,进行线性的拟合,得到校准曲线的回归方程:所述校准曲线回归方程为:y=61.5x-294.9,R2=0.998,其中,y为稀释液的电位值,x为铵态氮含量的负对数P(NH4 +)。
R2为线性相关系数,即标准曲线拟合时Y与X的线性相关性。线性相关系数(R2)越大,说明连接实测数据点的线越接近直线,线性相关系数(R2)越小,说明实测点数据的线性相关性越小。实施例中设定线性相关系数(R2)阈值为0.99,即当R2大于或等于0.99时认为Y与X呈线性相关性,校准曲线方程可以使用;当R2小于0.99时认为Y与X无线性相关性,校准曲线方程不可使用,需要重新测定或拟合。如图一中直线是根据实测值(小黑点)回归得到的,如果小黑点离直线越近,说明偏差越小,R2的值越大;小黑点离直线越远说明偏差越大,R2的值越小,当线性相关系数R的值小于0.99时,认定Y与X无线性相关性。本图R2为0.998,标准曲线确定的Y与X相关性可以成立。
步骤2,测量稀释液电位值:取称量杯,称取新鲜样品7.7368g,按干物质的质量百分比含量,加蒸馏水50倍稀释。取上清液3ml,加水稀释10倍,用饱和氢氧化钠溶液调节pH值到14,用铵离子敏感型电极测定电位MV值为-102.2。
步骤3,计算铵态氮含量:将测定的电位值,代入标准曲线y=61.5x-294.9,R2=0.998,其中y为溶液的电位值(MV),x为铵离子的负对数即P(NH4 +),算出稀释液的铵态氮离子负对数为3.13。最后按照稀释比例计算出原始样品中的铵态氮质量百分比含量为4.17g/kg。
综上所述:本发明利用铵离子敏感型电极测定新鲜粪便样品的水浸提液,经过适当的稀释后测定电位值,然后根据铵离子浓度和电位值代入校准曲线,确定铵离子含量;本发明方法不使用昂贵的实验仪器,实验操作简便,测定速度快,适宜于推广使用;对测定仪器要求低,操作简便,结果稳定,重现性好,测定速度快,准确度高,适宜于推广使用。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,任何未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于本发明技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种测定粪便样品中铵态氮的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
步骤1,采集样品,冷藏,测定干物质的质量百分比含量;
步骤2,取蒸馏水稀释样品,取上清液,稀释,加入饱和氢氧化钠溶液调节pH值,测定稀释液的电位值;
步骤3,将干物质的质量百分比含量和稀释液的电位值代入校准曲线回归方程,即可。
2.如权利要求1所述的测定粪便样品中铵态氮的方法,其特征在于,步骤1中,所述冷藏温度为-18~4℃,所述测定温度为4℃。
3.如权利要求1所述的测定粪便样品中铵态氮的方法,其特征在于,步骤1中,所述测定干物质的质量百分比含量具体方法为:取称量玻璃平皿,用自来水冲洗两次,蒸馏水冲洗一次,放入90~120℃烘箱中烘干至恒重,放入干燥器中冷却至室温,玻璃平皿称重,取适量粪便样品置于玻璃平皿上,放在90~120℃烘箱至恒重称量,计算干物质含量。
4.如权利要求1所述的测定粪便样品中铵态氮的方法,其特征在于,步骤2中,所述测定稀释液的电位值采用铵离子敏感型电极测定。
5.如权利要求1所述的测定粪便样品中铵态氮的方法,其特征在于,所述蒸馏水稀释样品后的干物质的质量百分比含量与稀释前样品中干物质的质量百分比含量的比为1:(20~50)。
6.如权利要求1所述的测定粪便样品中铵态氮的方法,其特征在于,步骤2中,所述上清液的体积为3~5ml。
7.如权利要求1所述的测定粪便样品中铵态氮的方法,其特征在于,所述稀释后的上清液中的干物质的质量百分比含量与稀释前上清液中的干物质的质量百分比含量比为1:(10~30)。
8.如权利要求1所述的测定粪便样品中铵态氮的方法,其特征在于,所述pH值为11~14。
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