滴定法和高频红外光谱法比较测定土壤中的有机碳_郭颖超.pdf

2023年第1期新 疆 有 色 金 属滴定法和高频红外光谱法比较测定土壤中的有机碳郭颖超刘卫谷周雷（华北地质勘查局五一四地质大队，河北承德 067000）摘要：采用直接滴定法和高频红外光谱法相比较测定土壤样品中的有机碳含量。直接滴定法的方法检出限为0.05%；方法的精密度为为1.43%-8.13%；方法准确度为0.004-0.03。高频红外光谱法的方法检出限为0.06%，方法的精密度为1.54%-9.38%；方法准确度为0.003-0.02。两种方法结果均满足多目标区域地球化学调查规范（1:250000）要求。关键词：直接滴定法；高频红外光谱法；土壤；有机碳0 前言土壤有机碳是农田土壤肥力的核心，同时也是陆地生态系统中最大的有机碳库。做好土壤有机碳的测定对于我国的“碳中和、碳达峰”目标具有重要的意义。目前，通过查阅国内外资料，有机碳的测定方法主要有直接滴定法、高频红外光谱法、总有机碳分析法、比色法等。本文拟采用直接滴定法与高频红外光谱法对比，测定土壤中有机碳的含量。1 实验部分1.1 仪器及型号高 频 红 外 碳 硫 仪，HCS-801 型，电 子 天 平，BT124S型，恒温电热板。1.2 仪器工作参数表1高频红外碳硫仪工作参数条件参数输出功率输入电流分析时间分析流量冲洗时间设定值5KW/20MHZ20A35s3.5L/min20s条件参数氧气输入压力总氧气压分析压力吹氧流量延迟时间设定值0.50Mpa0.18Mpa0.075Mpa2-2.8L/min10s1.3 所用药品、试剂和气体实验所用水为去离子水，硝酸，铁屑助熔剂，钨粒助熔剂，硫酸银，硫酸，重铬酸钾，硫酸亚铁，邻菲罗啉指示剂。1.4 样品前处理1.4.1 直接滴定法称取 0.5g试样，精确至 0.001g,随同试样进行三份空白试验，所有试剂（滴定液除外），取自同一瓶。随同试料同时分析相同类型，含量相近的国家标准物质。试样置于250ml玻璃三角烧瓶中，加入0.1g粉末状硫酸银，用吸管准确加入5.00ml重铬酸钾标准溶液，然后加入 5.00ml 硫酸并旋转摇匀，在 170-180的恒温电热板上使溶液保持微沸5min,取出，冷却，加水至60-80ml,加3d-4d邻菲罗啉指示剂，用硫酸亚铁标准溶液滴定，溶液由橙黄色经蓝绿色到棕红色为终点。空白滴定采用称取0.1g-0.5g石英砂，其余步骤同样品的测定。1.4.2 高频红外光谱法准确称取0.1000g样品（精确至0.0001g）。随同试料进行三份空白试验，所有试剂（滴定液除外）取自同一瓶。在盛有样品的坩埚中先加水润湿，然后滴加12d稀硝酸，上控温电热板烤干，再滴加12d硝酸溶液再烤干，反复多次，至样品不反应。最后在控温电热板上烤干。尽可能多放一段时间。样品从控温电热板上取下后放入105烘箱中，烘干。根据样品高、中、低三种碳含量合适的标样进行测定。烘干的盛有试样的瓷坩埚中加入铁屑助熔剂约0.4g，钨粒助熔剂约2g，输入质量上机测定。2 结果与讨论2.1 检出限比较分别采用石英砂作为样品空白进行12次平行测定，测定结果计算如下：表2方法检出限比较(单位：%)方法直接滴定法高频红外光谱法12次结果平均值0.0280.084S0.0160.0193S0.050.06规范要求0.10.1由测定结果可以看出直接滴定法和高频红外光谱法均小于多目标区域地球化学调查规范（1:25DOI:10.16206/ki.65-1136/tg.2023.01.005152023年第1期新 疆 有 色 金 属0000）要求的方法检出限，因此，两种方法均能够满足对土壤样品的检测。2.2 方法精密度和准确度比较对选定的不同高、中、低含量的国家一级标准物质4个进行方法的精密度和准确度试验，每个标准物质进行平行12次测定测定结果如下表3所示：表3直接测定法方法准确度和精密度(单位：%)标准值测定值1测定值2测定值3测定值4测定值5测定值6测定值7测定值8测定值9测定值10测定值11测定值12平均值RSD%LogCGSS570.170.170.180.180.180.180.180.180.170.190.200.180.180.188.130.03GSS260.730.720.720.720.720.720.730.730.720.740.750.730.720.731.430.00GSS281.151.221.221.201.181.181.221.201.161.181.201.181.221.194.600.02GSS452.752.722.702.732.712.692.752.742.762.722.732.742.702.731.250.004表4高频红外光谱法准确度和精密度（单位：%）标准值测定值1测定值2测定值3测定值4测定值5测定值6测定值7测定值8测定值9测定值10测定值11测定值12平均值RSD%LogCGSS570.170.160.170.190.170.160.190.190.190.200.180.170.170.189.380.02GSS260.730.740.710.730.720.740.720.710.750.720.740.710.700.722.300.003GSS281.151.161.171.141.161.151.121.211.221.161.191.141.231.173.550.01GSS452.752.772.782.752.652.682.732.722.742.732.752.722.722.731.540.003由表3和表4的数据可以看出，采用直接滴定法和高频红外光谱法方法的精密度和准确度，均能满足多目标区域地球化学调查规范（1:25 0000）要求。因此，两种方法均能用于土壤样品中有机碳的测定。2.3 外部控制样验证抽取15件外部控制样品进行两种方法的比较，测定结果对比见表5。表5外部控制样品验证（单位：%）序号样品1样品2样品3样品4样品5样品6样品7样品8样品9样品10样品11样品12样品13样品14样品15直接滴定法测定值0.880.300.972.180.551.021.291.310.405.462.580.630.912.910.32高频红外法测定值0.920.270.982.200.551.101.331.330.415.412.740.690.892.860.31LogC0.0190.0460.0040.0040.0000.0330.0130.0070.0110.0040.0260.0400.0100.0080.014由表5外部控制样品验证结果可以看出，直接滴定法和高频红外滴定法准确度均小于0.1，满足多目标区域地球化学调查规范要求（DZ/T 0258-2014）。3 结论通过对直接滴定法和高频红外光谱法测定土壤样品中的有机碳含量的方法检出限、方法精密度和方法准确度进行对比，发现两种方法均能满足多目标区域地球化学调查规范（1:25 0000）要求。收稿：2022-03-1116