🌿 土壤pH（水浸提／氯化钾浸提／氯化钙浸提）——电位法
三句话速览
用玻璃电极对土壤、污泥或处理后生物废物样品与水（pH-H₂O）、1 mol/l氯化钾溶液（pH-KCl）或0。该检测依据 PN-EN ISO 10390:2022-09；范围：pH 2–12。整个程序共 5 个步骤；主要用于：农用地和园艺土壤的常规分析——酸碱反应评定、土壤分类、石灰施用的规划、土壤监测（耕地土壤化学、工业用地、复垦）、污水污泥和堆肥（处理后生物废物）农用前的评定。
要点速览
- 标准: PN-EN ISO 10390:2022-09
- 类别: 环境
- 操作步骤数: 5
- 范围: pH 2–12
- 样品与溶液比: 1:5（体积比）（≥ 5 ml样品 + 25 ml溶液；未经粉碎的生物废物：≥ 60 ml + 300 ml）
- 溶液: 水（25 °C下电导率 ≤ 0.2 mS/m）；1 mol/l氯化钾（74.5 g/l）；0.01 mol/l氯化钙（1.47 g CaCl₂·2H₂O/l）
概述
较早的版本是PN-ISO 10390:1997。
土壤的酸碱反应是活性酸度的量度——即土壤溶液中氢离子的浓度，以pH = −log[H⁺]表示。在土壤学实践中，pH在土壤与蒸馏水配成的悬浮液中测定（pH-H₂O），或在土壤与电解质——1 mol/l氯化钾溶液（pH-KCl）或0.01 mol/l氯化钙溶液（pH-CaCl₂）——配成的悬浮液中测定；在电解质中测量会把H⁺离子从吸附复合体中置换出来，所得数值低于在水中测得的数值。酸碱反应影响养分的有效性、生物活性和土壤的物理性质，在波兰还是土壤分类（强酸性、酸性、微酸性、中性、碱性）和确定石灰需要量的依据。
ISO 10390:2021（第三版）取代了ISO 10390:2005；它把ISO 10390:2005和EN 15933:2012的内容合并，把适用范围扩大到污泥和处理后生物废物，并增加了验证数据。该标准规定了用玻璃电极在1:5（体积分数）悬浮液中于2–12范围内常规测定pH的仪器方法，适用于所有种类的风干土壤样品和处理后生物废物（例如按ISO 11464或EN 16179制备的样品）；液态污泥直接测量。之所以选用体积比，是为了使所有样品——包括密度小的样品——得到同样的处理；用已知容积的勺子按体积量取样品即已足够准确。
方法原理
把分析份（至少5 ml，用勺子量取）悬浮于五倍体积的水、氯化钾溶液（c = 1 mol/l）或氯化钙溶液（c = 0.01 mol/l）中，振荡60 ± 10 min，再静置至少1 h、但不超过3 h，期间避免与空气接触。悬浮液的pH用带玻璃电极和参比电极（或复合电极）的pH计在20 ± 2 °C下于搅拌过程中或紧接搅拌之后测量；当读数在5 s内变化不超过0.02个单位时即认为稳定，记录到小数点后两位，而在报告中以0.1 pH的精度给出。pH计至少用两种缓冲液（20 °C下pH 4.00、6.88、9.22，或商品缓冲液）在20 ± 2 °C下校准；pH高于10时应使用适于该范围的电极或增加一种pH 12的缓冲液。在带电颗粒（有机质、黏粒）含量高的样品中，悬浮效应会改变电位差——轻缓搅拌可使其减至最小；在碳酸盐类材料中，对CO₂的吸收使平衡难以达到，而含硫化物的样品经干燥后pH可能显著降低。
应用领域
- 农用地和园艺土壤的常规分析——酸碱反应评定、土壤分类、石灰施用的规划
- 土壤监测（耕地土壤化学、工业用地、复垦）
- 污水污泥和堆肥（处理后生物废物）农用前的评定
- 林地土壤、园艺基质和绿地的检测
- 测定金属、有效养分和水解酸度时的伴随参数
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 范围 | pH 2–12 |
| 样品与溶液比 | 1:5（体积比）（≥ 5 ml样品 + 25 ml溶液；未经粉碎的生物废物：≥ 60 ml + 300 ml） |
| 溶液 | 水（25 °C下电导率 ≤ 0.2 mS/m）；1 mol/l氯化钾（74.5 g/l）；0.01 mol/l氯化钙（1.47 g CaCl₂·2H₂O/l） |
| 时间 | 振荡60 ± 10 min；静置1–3 h |
| 温度 | 20 ± 2 °C（校准和测量） |
| 读数与结果 | 5 s内稳定性 ≤ 0.02 pH；记录到0.01；结果0.1 pH |
| 精密度（ISO/TC 190，35个实验室） | r 0.06–0.14；R 0.25–0.79（水中最差，氯化钙中最好） |
标准
- 标准编号
- PN-EN ISO 10390:2022-09
- 标准名称（波兰语）
- Gleba, uzdatnione bioodpady oraz osady ściekowe — Oznaczanie pH
- 标准名称（英语）
- Soil, treated biowaste and sludge — Determination of pH
分步操作程序
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实验室样品
使用风干样品或在不高于40 °C下干燥的样品的 < 2 mm粒级（例如按ISO 11464或EN 16179制备）。粒径10–40 mm的处理后生物废物不经粉碎直接测量；田间湿样品——经均质化后测量；液态污泥——直接测量。
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悬浮液
用勺子量取至少5 ml有代表性的分析份放入瓶中，并按目的加入五倍体积的水、1 mol/l氯化钾或0.01 mol/l氯化钙。振荡60 ± 10 min，然后静置1–3 h，期间避免与空气接触（在证明结果可比之后允许采用其他条件）。
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校准
按厂商说明书调整pH计，并在20 ± 2 °C下至少用两种缓冲液校准；电极良好时通常在30 s内达到平衡。
-
测量
在20 ± 2 °C下于搅拌过程中（搅拌强度以悬浮液均匀而不卷入空气为度）或紧接搅拌之后测量悬浮液的pH。待稳定后读数（5 s内变化 ≤ 0.02 pH；通常在1 min内，在高pH下、在水中以及样品之间pH差别很大时所需时间更长）并记录到小数点后两位。未能稳定时应在报告中注明。
-
报告
给出所引用的标准、样品的标识、所用溶液（或在液态污泥中的直接测量）、以0.1 pH的精度表示的结果、平衡方面的困难以及对标准的偏离。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| pH计 | 带斜率调节和温度补偿，读数到0.01 pH | — |
| 玻璃电极和参比电极或复合电极 | pH > 10时用适于高pH的电极；在土壤中电极受损和被污染的风险较大 | — |
| 振荡器或搅拌器 | 悬浮液振荡60 min | — |
| 温度计或温度探头 | 准确度1 °C | — |
| ≥ 50 ml的硼硅玻璃或聚乙烯带盖样品瓶 | 能用于振荡和测量 | — |
| 容积已知、≥ 5.0 ml的勺子 | 按体积量取分析份 | — |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 电导率 ≤ 0.2 mS/m（25 °C）的水 | — | pH-H₂O悬浮液和溶液的配制 |
| 氯化钾，c(KCl) = 1 mol/l（74.5 g溶于1000 ml） | — | pH-KCl悬浮液 |
| 氯化钙，c(CaCl₂) = 0.01 mol/l（1.47 g CaCl₂·2H₂O溶于1000 ml） | — | pH-CaCl₂悬浮液 |
| pH 4.00缓冲液（20 °C）：10.21 g邻苯二甲酸氢钾/l（在115 °C下干燥2 h） | — | pH计的校准 |
| pH 6.88缓冲液（20 °C）：3.39 g KH₂PO₄ + 3.53 g Na₂HPO₄/l | — | pH计的校准 |
| pH 9.22缓冲液（20 °C）：3.80 g Na₂B₄O₇·10H₂O/l | — | pH计的校准（缓冲液在聚乙烯容器中可稳定1个月） |
职业健康与安全
- 各溶液和缓冲液危险性不大；应保护玻璃电极免受损坏和土壤材料的污染
- 污染土壤的样品应按潜在危险材料对待——戴手套，避免扬尘
- 邻苯二甲酸氢钾和磷酸二氢钾使用前在115 ± 5 °C下干燥2 h；称取试剂时避免扬尘
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-EN ISO 10390:2022-09 — 《Soil, treated biowaste and sludge — Determination of pH》。
该方法的原理是什么？
把分析份（至少5 ml，用勺子量取）悬浮于五倍体积的水、氯化钾溶液（c = 1 mol/l）或氯化钙溶液（c = 0.01 mol/l）中，振荡60 ± 10 min，再静置至少1 h、但不超过3 h，期间避免与空气接触。
测量范围和准确度是多少？
范围：pH 2–12；样品与溶液比：1:5（体积比）（≥ 5 ml样品 + 25 ml溶液；未经粉碎的生物废物：≥ 60 ml + 300 ml）；溶液：水（25 °C下电导率 ≤ 0.2 mS/m）；1 mol/l氯化钾（74.5 g/l）；0.01 mol/l氯化钙（1.47 g CaCl₂·2H₂O/l）；时间：振荡60 ± 10 min；静置1–3 h。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 5 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
pH计、玻璃电极和参比电极或复合电极、振荡器或搅拌器、温度计或温度探头、≥ 50 ml的硼硅玻璃或聚乙烯带盖样品瓶、容积已知、≥ 5.0 ml的勺子。
该检测用于哪些场景？
农用地和园艺土壤的常规分析——酸碱反应评定、土壤分类、石灰施用的规划；土壤监测（耕地土壤化学、工业用地、复垦）；污水污泥和堆肥（处理后生物废物）农用前的评定；林地土壤、园艺基质和绿地的检测；测定金属、有效养分和水解酸度时的伴随参数。
需要采取哪些安全防护措施？
各溶液和缓冲液危险性不大；应保护玻璃电极免受损坏和土壤材料的污染；污染土壤的样品应按潜在危险材料对待——戴手套，避免扬尘；邻苯二甲酸氢钾和磷酸二氢钾使用前在115 ± 5 °C下干燥2 h；称取试剂时避免扬尘。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-EN ISO 10390。