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土壤中酸鹼值測定方法草案 

NIEA S410.62C

一、方法概要

    將土壤樣品與試劑水混合後，利用電極測定樣品之氫離子濃度指數（pH值）。

二、適用範圍

    本方法適用於土壤樣品之 pH 值測定。

三、干擾

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  1. 樣品之 pH 值太高或太低均容易造成測定值的誤差，當樣品的pH值大於10時，測定值容易偏低，可用低鈉誤差（Low-sodium-error）電極來降低誤差。樣品之 pH 值小於 1時，則測定值容易偏高。
  2. 溫度對 pH 測定之影響：pH 計之電極電位輸出隨溫度而改變，可由溫度補償裝置校正之；水解離常數及電解質之離子平衡隨溫度而異，樣品pH值因而改變，故測定時應同時記錄水溫。
  3. 當電極被雜質披覆時，將造成測定誤差。如電極被油脂類物質披覆而不易沖洗掉，可以使用下列方法：

    1. 超音波洗淨機洗淨。

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  2. 用清潔劑洗淨後再用清水沖洗數次，使電極底部三分之一部份浸泡於 1：10 鹽酸溶液中，最後再用水完全潤溼。

    3.依製造廠商之指示清洗。

四、設備及材料

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  1. pH測定儀：具有自動溫度或手動溫度補償功能，解析度±0.01。
  2. 電極可使用下列任一種：

1.  
   1. 分離式電極：

1.  
   1.  
      1. 玻璃電極：量測用電極。
      2. 參考電極：銀-氯化銀或其他具有固定電位差之參考電極。
      3. 溫度補償電極：熱電阻、熱電偶或或其它電子式溫度探棒，用以測量溶液溫度以補償因溫度不同而產生的電位差變化。
   2. 組合式電極（Combination electrodes）：由玻璃電極、參考電極及(或)溫度補償電極組合而成，較方便使用，若用固體、膠狀填充材料，可節省電極維護。

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  1. 燒杯：50 mL。
  2. 溫度計。
  3. 分析天平，可精稱至 0.1 g。
  4. 電磁攪拌器。

五、試劑

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  1. 試劑水：去離子蒸餾水，或將導電度小於 2 μmhos/cm 煮沸冷卻後之蒸餾水；每 50 mL 蒸餾水中加一滴飽和氯化鉀（KCl）溶液，所得溶液之 pH 值應在 6.0 ～ 7.0 間。
  2. 一級標準緩衝溶液：若需要作極端準確之pH測定時，可由美國國家標準與技術局（National Institute of Standards and Technology簡稱NIST）取得之一級標準鹽類配製，或使用市售之商品溶液。配製這些鹽類之參考溶液需注意一些特別處理方法，如低導電度值的稀釋水、烘箱、完全不含二氧化碳之吹除氣體等，此溶液每月至少需更換一次。
  3. 二級標準緩衝溶液：可由美國國家標準與技術局(NIST)取得之鹽類配製，或使用市售之商品溶液。市售之商品溶液經與NIST標準溶液比較並確認有效後，可作為例行性使用之溶液。

六、採樣及保存

       採集至少 50 g 的樣品，儲存於玻璃或塑膠袋(瓶)（樣品容器必須先用清潔劑、酸及試劑水洗淨），保存期限180天。

七、步驟

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  1. pH測定儀校正：
  2. 依使用之pH測定儀型式及所設定之校正模式選用正確緩衝液。
  3. 檢查電極狀況是否良好，必要時打開鹽橋封口，再依pH測定儀和附屬設備使用手冊規定進行校正。
  4. 每組pH測定儀及電極至少需有二點校正，並應涵蓋欲測樣品之pH值，同時二校正點宜相差三個pH值單位以上。
  5. 當使用高pH值之緩衝溶液時（如pH > 11）時，如欲得到正確pH值，必須控制溶液溫度於25±1℃。
  6. 市售pH測定儀，依其功能可分為自動溫度補償、手動溫度補償及自動校正或手動校正，其進行步驟如下：

1.  
   1.  
      1. 溫度補償：pH測定儀具自動溫度補償功能時，可測定樣品溫度後進行自動溫度補償，惟溫度探棒應定期校正，且結果應符合該pH測定儀之規格；採用手動溫度補償時，則以經校正之溫度計先測定樣品溫度，再調整pH測定儀之溫度補償鈕至該溫度。

1.  
   1.  
      1. 校正：pH測定儀具自動校正功能時，可依溫度探棒感知之溫度自動校正至該溫度下緩衝液之pH值；手動校正時，則分別調整pH測定儀之零點電位及斜率調整鈕至該溫度下緩衝液之pH值。
      2. 確認：選擇pH值在校正範圍內之緩衝液進行確認，測值與緩衝液在該溫度下之pH差值不得大於 ±  0.05。

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  1. 樣品製備及 pH 值測定
  2. 土壤經風乾過篩處理後，秤取 20 g 之樣品於 50 mL 之燒杯內，加入 20 mL 試劑水蓋上錶玻璃，並且持續攪拌懸浮液 5 分鐘。若含有吸水性的土壤或鹽類等其它複雜基質，可額外加入更多試劑水，並記錄加入之水量。
  3. 靜置懸浮液約 1 小時，使懸浮液的大部分固體沉澱，必要時利用過濾或離心取得水相層，測定其 pH 值。
  4. 量測pH值時應注意下述事項：

1.  
   1. 確認使用正確的緩衝液。

1.  
   1. 注意執行溫度補償及溫度探棒校正。
   2. 調整電極在架上的位置，使得玻璃電極和參考電極皆浸在樣品的上層液中，若使用組合式電極時，將玻璃圓頭部份浸入樣品的上層液，以建立良好的電導接觸。
   3. 需均勻緩慢攪拌達到平衡後，再記錄pH值。
   4. 應記錄零點電位、電極斜率或對等之校正參數。

八、結果處理

    檢測結果是以土壤在水中，   ℃溫度下pH值表示。並於報告上說明添加之試劑水量。

九、品質管制

  （一）需做例行性之重複樣品分析。

  （二）在檢測每個樣品之前，電極必須完全沖洗乾淨。

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  （三）pH電極應依照儀器操作手冊之說明來保存及維護。

十、精密度及準確度

  良好的 pH 計可得精密度為 ±  0.02  ，準確度為 ±  0.05。某實驗室配製pH= 7.30 之樣品，另分給三十家實驗室分析，所得標準偏差為 ±  0.13  。

十一、參考資料

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  （一）U.S. EPA. Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical/Chemical Methods, Method 9045D “Soil and Waste pH”. Revision 4. November 2004.

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  （二）行政院環境保護署，廢棄物之氫離子濃度指數（pH值）測定方法 NIEA R208。