土壤PH值测定的影响因素及有效对策论文

2024年4月1日发(作者：倒金字塔)

土壤PH值测定的影响因素及有效对策

论文

土壤PH值测定的影响因素及有效对策论文

1 概述。

土壤 pH 值是土壤酸碱度的强度指标，是土壤的基本化学性质，土壤 pH

的测定方法包括比色法和电位法，电位法的精确度较高，pH 误差约为0. 02 单

位，现已成为室内测定的常规方法。土壤 pH 易于测定，常用作土壤分类、利用、

管理和改良的重要参考，同时在一系列的理化分析中，土壤 pH 与很多项目的分析

方法和分析结果有密切的联系，也是审查其他项目结果的一个依据。

2 基本原理。

以电位法测定土壤悬液 pH,通用 pH 玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参

比电极。此二电极插入待测液时构成一电池反应，其间产生一电位差，因参比电极

的电位是固定的，故此电位差之大小取决于待测液的 H+离子活度或其负对数 pH.

因此可用电位计测定电动势。再换算成 pH,一般用酸度计可直接测读 pH.

3 影响因素。

3. 1 影响土壤体系本身的氢离子活度的因素。

（ 1） 土水比的影响。对于中性和酸性土壤，一般土壤悬液越稀即所加

的水分越多，测得的 pH 值越高，大部分土壤从脱粘点稀释到土水比 1∶ 10 时，

pH 值约增高 0. 3-0. 7 单位，而其中尤以酸性土壤的稀释效应较大。水分量增大

时 pH 值升高的原因，可能是由于粘粒的浓度降低，致使吸附性氢离子与电极表面

接触的机会减少； 还可能有电解质的稀释效应，使阳离子更多的溶解在溶液中，

而使溶液的 pH 值升高所以，为了能够相互比较，在测定 pH 值时候，土水比应该

加以固定。这在各国的规定是不同的，国际土壤学习会规定的土水比为 1∶ 2. 5,

我国的例行 pH 测定中，以 1∶5 和 1∶1 占多数。

（ 2） 电解质浓度的影响。增加电解质浓度时，土壤的 pH 值降低。查

有关文献，土壤溶液中有少量电解质存在时，土壤的 pH 值降低 0. 5单位或更

多，因此在 1mol/L 氯化钾溶液中测得的土壤悬液的' pH 值常常比在水悬液中低

1 -1. 5 单位，关于电解质影响土壤 pH 值的原因，有人认为是电解质中的阳离子

把交换性氢离子从粘粒上代换下来，因而降低了土壤的 pH 值，也有人认为，电解

质可以减小扩散层的厚度，因而是溶液的 pH 值降低。

（ 3） 二氧化碳的影响。这里所指的二氧化碳影响是指自然土壤原来所

含有的二氧化碳影响，而不是空气中的或者介质水中的二氧化碳。当取土测定土壤

pH 时，土壤经过干燥，其中所含的二氧化碳大部分挥发损失，所以这样测得的结

果就和原来土壤实际情况不同。这对石灰性土壤尤其显着，如当二氧化碳分压从 0.

77 大气压降至 0. 0003 大气压，土壤的 pH 值即从 6. 4 升至为 9. 2. 这是因

为石灰性土壤的 pH 值与土壤空气中的二氧化碳压力对数成比例关系。式中 pK1

是碳酸的第一个解离常数的负对数，I 是土壤溶液的离子强度，[CO2]是土壤空气

中的 CO2分压，[HCO-3]是重碳酸根离子的浓度。

（ 4） 样品的磨细程度的影响。当一个 pH 为 4. 7 的土壤从通过2mm

试验筛磨细到 0. 1mm 时，pH 值约增改 1. 0 - 1. 3 单位，可见，测定土壤样品

pH 值时候，样品应该避免磨的太细。

（ 5） 平衡时间的影响。如果在制备悬液时候土壤与水的平衡时间不

够，则将影响扩散层与自由溶液之间的氢离子分布状况，因而引起误差，查资料，

对于大多数欧洲土壤，土壤与水接触 1 分钟左右就可以达到平衡，对于澳洲土

壤，则往往需要加水后震荡 1 小时。对于我国大多数土壤，1 小时的平衡时间一

般已够，过久放置因为可能引起微生物的活动，所以也不适宜。

3. 2 测定条件的影响。

对于易沉降的土壤，玻璃电极插入位置会使测得的 pH 值不同，一般在

pH5. 5 - 6. 3 之间时，如果玻璃电极由上部的平衡清液移动向下部的泥糊，则使

pH 值读数降低 0. 1 - 0. 3pH 单位，这种差别随胶体所带电荷的增多而更为剧

烈，这可能是由于悬液中对玻璃电极起反应的H+离子较平衡清液为多所致，也可

能是由于玻璃电极在清液中的电位没有达到平衡所致。

测定土壤的 pH 值时，搅动悬液可对读数发生影响，这是因为搅动对液接

电位发生了显着的影响，并且其数值还与盐桥顶端的孔状物质的种类及孔隙度有

关。据试验，搅动时测得的红壤悬液的 pH 值较不搅动时测得这约低 0. 07 -0.

30pH 值单位。

3. 3 杂质的影响。

对于质地轻的砂质土和缓冲性弱的土壤，如红壤土，在制备悬液时，不宜

使用劣质的玻璃容器和蒸馏水，以免其中的杂质增高土壤的pH 值。对于碱性土和

中性土，所用的蒸馏水应不含二氧化碳，并且在放置过程中防止吸收大气中的二氧

化碳。

3. 4 液接电位的影响。

用电位法测得土壤悬液的 pH 值实际上包含 H+活度和液接电位，对于负

电胶体，液接电位的符号是使土壤的 pH 较其实有值为低，其影响程度随土壤浓度

的增加而增加。液接电位的影响不但与固相的电荷符号和数量以及电解质的浓度有

关，而且与胶体上吸附的离子种类有关。如在胶体上吸附二价和三价离子时，液接

电位的数值就比吸附一价离子时小。一般在土壤悬液中，液接电位造成的误差一般

不超过 ±0. 20pH 单位。

在一系列的土样的测定过程中，若重复测定早先测过的样品，往往重复性

很差，得不到原来的读数，有时甚至于原来的读数相差零点几个pH 单位。如果差

的过大，这主要是甘汞电极盐桥的问题。由于某些甘汞电极盐桥管内流出的氯化钾

溶液的速度过慢，在测过几个样品后，盐桥顶端的氯化钾溶液，可能来不及补充而

被稀释，使重新测定原先的标本时液接电位已有所不同，因而重复之间的差异很

大。

4 解决方法。

在土壤 pH 值测定中，有关的影响因素很多，在按相关标准试验时，应该

严格控制土水比或电解质浓度； 如 SL237 -1999 < < 土工试验规程 > > 测定 pH

值要求试样过 2mm 土壤筛，就应该严格控制样品的磨细程度，严禁研磨的太细；

土（ 水） 中二氧化碳---用新制备的蒸馏水浸泡试样； 平衡时间---待仪器读数

稳定再进行下一个试样测试； 测定条件---尽可能将玻璃电极插入上层清液； 减

少杂质干扰。

根据现有的仪器所产生的误差一般能减低到很小限度，由电极系统所造成

的误差对于纯溶液来说一般也不严重，所测得的土壤的 pH值的变异，主要源自土

壤体系本身或者由于土壤特点对于电极系统所造成的影响（ 如液接电位） ,对于

液接电位在测试 pH 值测定过程中的影响，就需要对电极性能不断提高和改进。在

土壤 pH 值测定过程中，注意了以上影响因素，就能得到满意的测试结果。

参考文献。

[1]王慎强，俞仁培。 土壤通报，1994,25（ 6） : 252 -255.

[2]毕桂英，马新民。 水土保持通报，1998（ 51） .

[3]曲瑞增，王宝春，刘中用。 黑龙江国土资源，2007（ 4） : 37 -37.

[4]《土工试验规程》SL237 -062 -1999 酸碱度试验。