T/XXXXXXX-XXXX

土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定離子選擇電極法

1范圍

本文件規(guī)定了測(cè)定土壤中陽(yáng)離子交換量的離子選擇電極法。

本文件適用于測(cè)定土壤在pH6.0-pH10.0條件下的陽(yáng)離子交換量。

本文件在稱樣量為3.000g，加堿體積為50.00mL，pH8.4±0.2條件下測(cè)定陽(yáng)離子交換量的方法檢出

限為0.41cmol(+)/kg，測(cè)定下限為1.64cmol(+)/kg。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

HJ168環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制定技術(shù)導(dǎo)則

GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

陽(yáng)離子交換量

陽(yáng)離子交換量（CationExchangeCapacity，簡(jiǎn)稱CEC）是指在一定pH值條件下，每千克土壤或

膠體所能吸附的全部交換性陽(yáng)離子折合成一價(jià)離子的厘摩爾數(shù)（cmol(+)/kg）。

陽(yáng)離子交換量是土壤和膠體的重要化學(xué)性質(zhì)之一，它反映了土壤顆粒吸附和保持陽(yáng)離子養(yǎng)分（如

鉀、鈣、鎂、銨等）的能力。陽(yáng)離子交換量的大小與土壤類型、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、黏土礦物種類和數(shù)

量等因素密切相關(guān)。較高的陽(yáng)離子交換量意味著土壤顆粒能夠吸附和儲(chǔ)存更多的陽(yáng)離子養(yǎng)分，從而為植

物生長(zhǎng)提供更豐富和穩(wěn)定的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源；較低的陽(yáng)離子交換量則反映土壤肥力不足，需要通過(guò)施肥等措施

來(lái)補(bǔ)充養(yǎng)分。在土壤學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域，陽(yáng)離子交換量是評(píng)估土壤肥力、土壤改良、環(huán)境污染治理等

方面的重要參數(shù)。

4方法原理

根據(jù)界面原子軌道非對(duì)稱雜化理論，首先將硅氧烷表面（恒電荷表面）轉(zhuǎn)換成[≡Si-O]-?H+、將可變

+

電荷表面（羥基化表面）轉(zhuǎn)換成[≡Si-OH2]，然后加入NaOH并借助于快速的“表面酸堿反應(yīng)”來(lái)調(diào)節(jié)懸液

-+-++

pH，并使[≡Si-O]?H快速轉(zhuǎn)換成[≡Si-O]?Na，同時(shí)將可變電荷表面[≡Si-OH2]快速轉(zhuǎn)換成[≡Si-OH]或

[≡Si-O]-?Na+(轉(zhuǎn)換數(shù)量都由pH決定)。所釋放的負(fù)電荷被Na+平衡。根據(jù)軌道非對(duì)稱雜化理論，Na+只發(fā)

生靜電吸附而無(wú)“極化誘導(dǎo)共價(jià)吸附”（用“?”表示靜電吸附），因此Na+吸附量就是該pH條件下的陽(yáng)離子

交換量。土壤顆粒吸附的所有可交換的陽(yáng)離子之和稱為有效態(tài)陽(yáng)離子交換量，縮寫為CEC。

1

T/XXXXXXX-XXXX

5試劑和材料

除非另有說(shuō)明，實(shí)驗(yàn)所用純水均使用滿足GB/T6682所規(guī)定的二級(jí)水。

5.1鹽酸：ρ（HCl）=1.19g/mL。

5.2氫氧化鈉（NaOH）。

使用前110℃～120℃烘干2h。

5.3氯化鈉（NaCl）：優(yōu)級(jí)純。

使用前在550℃±50℃的高溫爐中灼燒至恒重。

5.4鄰苯二甲酸氫鉀（C8H5KO4）。

使用前110℃～120℃烘干2h。

5.5磷酸二氫鉀（KH2PO4）。

使用前110℃～120℃烘干2h。

5.6無(wú)水磷酸氫二鈉（Na2HPO4）。

使用前110℃～120℃烘干2h。

5.7四硼酸鈉（Na2B4O7·10H2O）。

與飽和溴化鈉（或氯化鈉加蔗糖）溶液（室溫）共同放置在干燥器中48h，使四硼酸鈉晶體保持穩(wěn)

定。

5.8冰醋酸（C2H4O2）：優(yōu)級(jí)純。

5.9鹽酸溶液：c(HCl)=0.1mol/L。

量取濃鹽酸（3.1）8.3mL稀釋至1L，充分搖勻。

5.10鹽酸溶液：c(HCl)=0.001mol/L。

移取1.00mL鹽酸溶液（3.9），轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，純水稀釋至標(biāo)線，搖勻。

5.11氫氧化鈉溶液：c(NaOH)=0.020mol/L。

稱取0.800g氫氧化鈉（3.2），純水溶解后稀釋至1000mL。貯存于聚乙烯瓶中，可在2℃～5℃保

存1個(gè)月；或購(gòu)買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。

5.12鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：c(Na+)=0.100mol/L。

稱取5.844g氯化鈉（3.3），純水溶解后，轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，定容至標(biāo)線，搖勻，貯存于聚

乙烯瓶中，2～5℃冷藏；或購(gòu)買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。

5.13鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：c(Na+)=0.010mol/L。

移取10.00mL鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液（3.12），轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，純水稀釋至標(biāo)線，搖勻。臨用現(xiàn)

配。

2

T/XXXXXXX-XXXX

5.14鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：c(Na+)=0.001mol/L。

移取10.00mL鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液（3.13），轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，純水稀釋至標(biāo)線，搖勻。臨用現(xiàn)

配。

5.15pH4.01（25℃）標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：c(C8H5KO4)=0.05mol/L。

稱取10.120g鄰苯二甲酸氫鉀（3.4），溶于純水中，于25℃下在容量瓶中稀釋至1000mL，在聚乙

烯瓶中密封保存。也可直接采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

5.16pH6.86（25℃）標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：c(KH2PO4)=0.025mol/L，c(Na2HPO4)=0.025mol/L。

分別稱取3.387g磷酸二氫鉀（3.5）和3.533g無(wú)水磷酸氫二鈉（3.6），溶于純水中，于25℃下在容

量瓶中稀釋至1000mL，在聚乙烯瓶中密封保存。也可直接采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

5.17pH9.18（25℃）標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液：c(Na2B4O7)=0.01mol/L。

稱取3.80g四硼酸鈉（3.7），溶于無(wú)CO2水中，于25℃下在容量瓶中稀釋定容至1000mL，在聚乙

烯瓶中密封保存。也可直接采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)溶液。

注：上述pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液于冰箱中4℃冷藏可保存2～3個(gè)月。發(fā)現(xiàn)有混濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象時(shí)，不能繼續(xù)使用。

5.18醋酸溶液：c(C2H4O2)=0.5mol/L

移取28.60mL冰醋酸（3.8）于1000mL的容量瓶中，純水定容后搖勻。

6儀器和設(shè)備

6.1分析天平：感量為0.001g。

6.2離心機(jī)：轉(zhuǎn)速≥5000r/min，配聚乙烯/聚丙烯離心管。

6.3電熱鼓風(fēng)干燥箱：室溫~100℃，溫度可調(diào)。

6.4土壤篩：孔徑2mm、0.25mm。

6.5溫度傳感器。

6.6離子選擇電極（按照電極說(shuō)明書(shū)提前活化和校準(zhǔn)使用）。

pH復(fù)合電極；鈉離子復(fù)合電極。

6.7磁力攪拌器，包含各種大小的磁力攪拌子。

6.8離子計(jì)。

6.9燒杯。

6.10容量瓶。

6.11聚乙烯瓶（具蓋、密封）。

6.12一般實(shí)驗(yàn)室常用儀器和設(shè)備。

3

T/XXXXXXX-XXXX

7樣品

7.1樣品采集和保存

按照HJ/T166的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行土壤樣品的采集和保存。

7.2樣品制備

按照HJ/T166的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行土壤樣品的制備，將風(fēng)干土樣研磨過(guò)篩（孔徑2mm），充分?jǐn)嚢杌?/p>

勻后備用。

8試樣制備

8.1氫飽和樣制備

（1）稱取一定質(zhì)量過(guò)2mm孔徑篩的風(fēng)干土壤樣品于離心管中；準(zhǔn)確稱取離心管（記為m0）和風(fēng)

干土壤質(zhì)量（記為m1），精確至0.001g。

（2）按土水比1:10向離心管中加入0.1mol/L的HCl溶液（3.9），用玻棒攪拌使土樣分散至沒(méi)有

結(jié)塊，擰緊離心管蓋，充分搖勻（翻轉(zhuǎn)搖勻，約20次/min）混合2min。

（3）將分散后裝有土壤懸液的離心管，放入離心機(jī)（參考離心機(jī)操作要求，放置樣品時(shí)保證配平

原則），轉(zhuǎn)速和時(shí)間初始設(shè)置值：5000r/min，3min。如果離心不完全，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)速和時(shí)間直至離心

完全，離心后棄去上清液。

（4）按步驟（2）（3）重復(fù)操作4次；最后一次離心后，用pH試紙檢測(cè)上清液pH，若pH≤2，

則說(shuō)明土樣已完全被H+飽和，若pH>2，則需繼續(xù)向其土樣中加入相同體積0.1mol/LHCl溶液，按（2）

（3）步驟反復(fù)操作，直至pH≤2。

（5）按土水比1:10向離心管中加入純水，用玻棒攪拌使土樣分散至沒(méi)有結(jié)塊，擰緊離心管蓋，充

分搖勻（翻轉(zhuǎn)搖勻，約20次/min）混合2min。

（6）將分散后裝有土壤懸液的離心管，放入離心機(jī)（參考離心機(jī)操作要求，放置樣品時(shí)保證配平

原則），轉(zhuǎn)速和時(shí)間初始設(shè)置值：5000r/min，3min。如果離心不完全，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)速和時(shí)間直至離心

完全，離心后棄去上清液。

（7）將離心管（含土樣，開(kāi)蓋，開(kāi)口朝上）置于烘箱內(nèi)70℃烘干（烘干時(shí)間不少于24h）。

（8）取出裝有烘干土樣的離心管，冷卻后準(zhǔn)確稱取離心管和氫飽和樣品的質(zhì)量（記為m2），精確

至0.001g。將離心管中的樣品研磨至全部通過(guò)0.25mm篩，充分混勻后存于塑料自封袋，密封并于室

溫條件下保存。同一樣品同一批次一起研磨過(guò)篩后混勻裝入同一自封袋。

8.2含鹽量測(cè)定

按下列公式計(jì)算含鹽量質(zhì)量占比：

?1??2??0

?=×100%

式中：含鹽量質(zhì)量百分比，；?1

4?—%

T/XXXXXXX-XXXX

風(fēng)干樣品的質(zhì)量，g；

?1—?dú)滹柡蜆悠返馁|(zhì)量，g。

?2??0—

9分析步驟

9.1儀器校準(zhǔn)

9.1.1pH電極標(biāo)定及標(biāo)準(zhǔn)曲線制作

用pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液（pH6.86、pH9.18、pH4.01）依次對(duì)pH電極進(jìn)行標(biāo)定，或按照酸度計(jì)使用說(shuō)

明進(jìn)行標(biāo)定。

9.1.2鈉離子電極標(biāo)定及標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

用0.001mol/L、0.010mol/L、0.100mol/L鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液（3.14、3.13、3.12），按照鈉離子電極

使用說(shuō)明從低濃度到高濃度進(jìn)行標(biāo)定，測(cè)定并記錄離子計(jì)中對(duì)應(yīng)的毫伏值，將得到的溶液實(shí)測(cè)電位值記

做ENa(mV)；

+

利用能斯特方程對(duì)測(cè)定的標(biāo)液作標(biāo)準(zhǔn)曲線，即以鈉離子電極測(cè)得的電位ENa為縱坐標(biāo)，標(biāo)液中Na

+

活度的負(fù)對(duì)數(shù)lg為橫坐標(biāo)作圖，ENavslg。其中Na活度計(jì)算公式為：

?Na??Na

3

?Na?2

?2618?0.3?Na?

1+?Na

NaNa

式中：標(biāo)液中Na+的濃度?，m=ol/?L；10

Na

?—標(biāo)液中Na+的活度，mol/L；

Na

T?—開(kāi)氏溫度，K。

Na+標(biāo)線的—相關(guān)系數(shù)R≥0.999。利用標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)待測(cè)土壤懸液中Na+電極的mV值，即可確定

待測(cè)懸液中Na+的活度。

9.1.3樣品測(cè)定

（1）向樣品杯中準(zhǔn)確稱取2g（精確至0.001g）的土壤氫飽和樣，記為m3。

（2）向上述樣品杯中放入一枚磁粒子后，再向其中加入0.020mol/LNaOH溶液（3.11）50.00mL，

該濃度和體積分別記為c0和V0。

（3）將裝有樣品的樣品杯置于磁力攪拌器上，攪拌10min（攪拌速度使杯中無(wú)沉淀），隨后用pH

電極測(cè)定pH，如pH在12.00±0.20范圍內(nèi)，則可進(jìn)行下一步操作；如pH＜11.80，則需繼續(xù)加入適量

的0.020mol/LNaOH溶液調(diào)節(jié)pH（每次加液后都需攪拌10min后再測(cè)pH）至12.00±0.20范圍內(nèi)（記

錄加入的體積V1）；如pH＞12.20，則需繼續(xù)加入適量的氫飽和樣調(diào)節(jié)pH（每次加樣后都需攪拌10min

后再測(cè)pH）至12.00±0.20范圍內(nèi)（補(bǔ)加樣品的質(zhì)量記為m4）。

（4）向此樣品杯中少量多次地加入0.5mol/L醋酸溶液（3.18）（pH電極繼續(xù)插入懸液不移出），

調(diào)節(jié)懸液pH至某一目標(biāo)值（如pH=9.00，同時(shí)記錄加入醋酸溶液的體積），攪拌2min（攪拌速度使

5

T/XXXXXXX-XXXX

樣品杯中無(wú)沉淀），關(guān)閉攪拌器，靜置3min，用pH電極測(cè)定最終pH值。

（5）將pH電極取出（電極可不清洗），懸液中放入鈉離子電極與溫度傳感器，攪拌1min（攪拌

速度使燒杯中無(wú)沉淀），關(guān)閉攪拌器，靜置2min，測(cè)定鈉離子電極的電位值ENa與溶液溫度T并記錄。

（6）按上述（4）（5）步驟操作，可測(cè)定土壤懸液中不同pH條件下對(duì)應(yīng)的鈉離子電極的電位值

ENa。

注：記錄每次調(diào)節(jié)pH值所消耗醋酸溶液的體積，結(jié)果計(jì)算時(shí)應(yīng)累加調(diào)節(jié)到目標(biāo)pH值的醋酸溶液體積，記為V2。

10結(jié)果計(jì)算與表示

10.1迭代運(yùn)算Na+濃度

在迭代運(yùn)算中，將測(cè)定的Na+活度設(shè)定為Na+的初始濃度值，即=，則第1次迭代的Na+

濃度為：?Na(0)?Na

3

?2?Na(0)

2618×?[?0.3?Na0]

1+?Na(0)

NaNa

根據(jù)第1次迭代計(jì)算的Na?+濃度1=?，×由10如下方程進(jìn)行第2次迭代計(jì)算：

?Na1

3Na1

?2?

2618×?[?0.3?Na1]

1+?Na(1)

NaNa

同理，按上述過(guò)程反復(fù)進(jìn)行?迭2代運(yùn)=算?，×直1到0第k次與第k+1次的結(jié)果相差［-］

/<0.001，此時(shí)的迭代Na+濃度即為懸液中對(duì)應(yīng)pH下的Na+濃度。?Na?+1?Na?

?Na?+1?Na

10.2不同pH值條件下陽(yáng)離子交換量的計(jì)算（風(fēng)干基），單位為cmol(+)/kg

[?0×?0+?1??Na×?0+?1+?2]×0.0015

CEC=34×10

式中：溶液濃度，；?+?

—NaOHmol/L1??

?V00—7.2步驟（2）中加入NaOH總體積，mL；

V1—7.2步驟（3）中補(bǔ)加NaOH溶液體積，mL；

V2—對(duì)應(yīng)pH條件下加入0.5mol/L醋酸溶液累積體積，mL；

+

cNa—迭代運(yùn)算后Na濃度，mol/L；

m3—7.2步驟（1）氫飽和樣質(zhì)量，g；

m4—7.2步驟（3）補(bǔ)加氫飽和樣的質(zhì)量，g；

ω—含鹽量質(zhì)量百分比，；

0.001—體積mL換算為L(zhǎng)%系數(shù)；

5

10—mol(+)/g換算為cmol(+)/kg系數(shù)。

6

T/XXXXXXX-XXXX

11精密度和正確度

11.1精密度

在規(guī)定條件下，獨(dú)立測(cè)試結(jié)果間的一致程度，以相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）表示。

11.2正確度

多次重復(fù)測(cè)量所測(cè)得的量值的平均值與一個(gè)參考量值的一致程度，以相對(duì)誤差（Re）表示。

12質(zhì)量保證和質(zhì)量控制要求

本方法標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合了國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等文獻(xiàn)資料提出的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制要求進(jìn)行規(guī)定。本方法標(biāo)

準(zhǔn)旨在解決在pH6.0-pH10.0條件下測(cè)定土壤樣品陽(yáng)離子交換量的問(wèn)題，能夠提供一種土壤陽(yáng)離子交換量

與pH的數(shù)學(xué)關(guān)系的測(cè)定方法。

12.1質(zhì)量保證

a）本標(biāo)準(zhǔn)中所使用的儀器均嚴(yán)格按照要求進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)保養(yǎng)；

b）收集和分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)文獻(xiàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，了解行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)和市場(chǎng)需求，確保標(biāo)準(zhǔn)

的先進(jìn)性和適用性；

c）組建具備專業(yè)知識(shí)和豐富經(jīng)驗(yàn)的編寫團(tuán)隊(duì)，明確團(tuán)隊(duì)成員的職責(zé)和分工，保證工作協(xié)調(diào)有序；

d）制定詳細(xì)的編寫計(jì)劃和時(shí)間表，嚴(yán)格按照流程推進(jìn)，對(duì)每個(gè)階段的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行審查和驗(yàn)收；

e）本標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)內(nèi)容基于原子軌道非對(duì)稱雜化理論、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，引用的技術(shù)資料具

有權(quán)威性和可信度；

f）保證編寫過(guò)程中各種文件的完整性、準(zhǔn)確性和可追溯性；

g）對(duì)于超過(guò)檢出限或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度范圍的數(shù)據(jù)和結(jié)果，進(jìn)行重復(fù)測(cè)試和測(cè)定過(guò)程調(diào)查。

12.2質(zhì)量控制要求

a）每批樣品應(yīng)至少做10%的平行測(cè)定樣，若樣品少于10個(gè)至少做1個(gè)平行測(cè)定樣；

b）每批樣品需做標(biāo)準(zhǔn)曲線，相關(guān)系數(shù)應(yīng)大于等于0.999；

c）每測(cè)量20個(gè)樣品，應(yīng)做曲線中間點(diǎn)回校，若回校測(cè)定濃度值與回校濃度值相對(duì)誤差大于10%，

應(yīng)重新繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；

d）結(jié)果保留兩位小數(shù)。測(cè)定值≤5.00cmol(+)/kg，最大允許相對(duì)偏差為±20%；測(cè)定值在5.00~40.00

cmol(+)/kg，最大允許相對(duì)偏差為±10%；測(cè)定值≥40.00cmol(+)/kg，最大允許相對(duì)偏差為±5%。

7

ICS13.080

CCSZ18

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSERXXX—2024

土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定

離子選擇電極法

Determinationofcationexchangecapacity（CEC）ofsoil

Ion-selectiveelectrodemethod

（征求意見(jiàn)稿）

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實(shí)施

中關(guān)村眾信土壤修復(fù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布

T/XXXXXXX-XXXX

土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定離子選擇電極法

1范圍

本文件規(guī)定了測(cè)定土壤中陽(yáng)離子交換量的離子選擇電極法。

本文件適用于測(cè)定土壤在pH6.0-pH10.0條件下的陽(yáng)離子交換量。

本文件在稱樣量為3.000g，加堿體積為50.00mL，pH8.4±0.2條件下測(cè)定陽(yáng)離子交換量的方法檢出

限為0.41cmol(+)/kg，測(cè)定下限為1.64cmol(+)/kg。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

HJ/T166土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

HJ168環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制定技術(shù)導(dǎo)則

GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

陽(yáng)離子交換量

陽(yáng)離子交換量（CationExchangeCapacity，簡(jiǎn)稱CEC）是指在一定pH值條件下，每千克土壤或

膠體所能吸附的全部交換性陽(yáng)離子折合成一價(jià)離子的厘摩爾數(shù)（cmol(+)/kg）。

陽(yáng)離子交換量是土壤和膠體的重要化學(xué)性質(zhì)之一，它反映了土壤顆粒吸附和保持陽(yáng)離子養(yǎng)分（如

鉀、鈣、鎂、銨等）的能力。陽(yáng)離子交換量的大小與土壤類型、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、黏土礦物種類和數(shù)

量等因素密切相關(guān)。較高的陽(yáng)離子交換量意味著土壤顆粒能夠吸附和儲(chǔ)存更多的陽(yáng)離子養(yǎng)分，從而為植

物生長(zhǎng)提供更豐富和穩(wěn)定的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源；較低的陽(yáng)離子交換量則反映土壤肥力不足，需要通過(guò)施肥等措施

來(lái)補(bǔ)充養(yǎng)分。在土壤學(xué)、環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域，陽(yáng)離子交換量是評(píng)估土壤肥力、土壤改良、環(huán)境污染治理等

方面的重要參數(shù)。

4方法原理

根據(jù)界面原子軌道非對(duì)稱雜化理論，首先將硅氧烷表面（恒電荷表面）轉(zhuǎn)換成[≡Si-O]-?H+、將可變

+

電荷表面（羥基化表面）轉(zhuǎn)換成[≡Si-OH2]，然后加入NaOH并借助于快速的“表面酸堿反應(yīng)”來(lái)調(diào)節(jié)懸液

-+-++

pH，并使[≡Si-O]?H快速轉(zhuǎn)換成[≡Si-O]?Na，同時(shí)將可變電荷表面[≡Si-OH2]快速轉(zhuǎn)換成[≡Si-OH]或

[≡Si-O]-?Na+(轉(zhuǎn)換數(shù)量都由pH決定)。所釋放的負(fù)電荷被Na+平衡。根據(jù)軌道非對(duì)稱雜化理論，Na+只發(fā)

生靜電吸附而無(wú)“極化誘導(dǎo)共價(jià)吸附”（用“?”表示靜電吸附），因此Na+吸附量就是該pH條件下的陽(yáng)離子

交換量。土壤顆粒吸附的所有可交換的陽(yáng)離子之和稱為有效態(tài)陽(yáng)離子交換量，縮寫為CEC。

1

T/XXXXXXX-XXXX

5試劑和材料

除非另有說(shuō)明，實(shí)驗(yàn)所用純水均使用滿足GB/T6682所規(guī)定的二級(jí)水。

5.1鹽酸：ρ（HCl）=1.19g/mL。

5.2氫氧化鈉（NaOH）。

使用前110℃～120℃烘干2h。

5.3氯化鈉（NaCl）：優(yōu)級(jí)純。

使用前在550℃±50℃的高溫爐中灼燒至恒重。

5.4鄰苯二甲酸氫鉀（C8H5KO4）。

使用前110℃～120℃烘干2h。

5.5磷酸二氫鉀（KH2PO4）。

使用前110℃～120℃烘干2h。

5.6無(wú)水磷酸氫二鈉（Na2HPO4）。

使用前110℃～120℃烘干2h。

5.7四硼酸鈉（Na2B4O7·10H2O）。

與飽和溴化鈉（或氯化鈉加蔗糖）溶液（室溫）共同放置在干燥器中48h，使四硼酸鈉晶體保持穩(wěn)

定。

5.8冰醋酸（C2H4O2）：優(yōu)級(jí)純。

5.9鹽酸溶液：c(HCl)=0.1mol/L。

量取濃鹽酸（3.1）8.3mL稀釋至1L，充分搖勻。

5.10鹽酸溶液：c(HCl)=0.001mol/L。

移取1.00mL鹽酸溶液（3.9），轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，純水稀釋至標(biāo)線，搖勻。

5.11氫氧化鈉溶液：c(NaOH)=0.020mol/L。

稱取0.800g氫氧化鈉（3.2），純水溶解后稀釋至1000mL。貯存于聚乙烯瓶中，可在2℃～5℃保

存1個(gè)月；或購(gòu)買市售有證標(biāo)準(zhǔn)溶液。

5.12鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：c(Na+)=0.100mol/L。

稱取