一種植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法及其加熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法，尤其涉及一種植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法及其加熱裝置。本發(fā)明公開(kāi)的一種植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，該方法是將植物樣品或土壤樣品進(jìn)行預(yù)處理、將預(yù)處理所得的預(yù)處理植物樣品或預(yù)處理土壤樣品、重鉻酸鉀溶液、濃硫酸溶液三者置于三角瓶中混合，加熱進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入蒸餾水，冷卻后添加鄰菲啰啉溶液作為指示劑，然后用硫酸亞鐵溶液滴定氧化反應(yīng)剩余的重鉻酸鉀，計(jì)算出有機(jī)碳含量，所述的氧化反應(yīng)是在90～100℃水所產(chǎn)生的常壓蒸汽條件下反應(yīng)20～60分鐘。常壓蒸汽加熱法操作簡(jiǎn)單易控，水浴鍋內(nèi)的溫度穩(wěn)定易控，樣品受熱均勻，消煮充分，本發(fā)明不僅安全環(huán)保，而且檢測(cè)再現(xiàn)性好，準(zhǔn)確高效。
【專利說(shuō)明】一種植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法及其加熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種檢測(cè)方法，尤其涉及一種植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法及其加熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]全球碳匯研究中，植物、森林土壤有機(jī)碳含量是評(píng)價(jià)生態(tài)系統(tǒng)固碳能力的關(guān)鍵指標(biāo)，現(xiàn)有技術(shù)中主要采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法、沸水浴法、電熱板加熱法、石墨爐消煮法等方法進(jìn)行有機(jī)碳檢測(cè)。
[0003]國(guó)標(biāo)GB7857-87、林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T1237-1999所述重鉻酸鉀氧化-外加熱法以調(diào)溫電爐對(duì)植物或土壤樣品、重鉻酸鉀溶液、硫酸溶液三者混合液加熱，甘油或植物油為加熱介質(zhì)。消煮管浸入170 — 180°C油浴，待管內(nèi)溶液保持沸騰5分鐘取出。植物或土壤中的有機(jī)碳在以上條件下氧化，剩余的重鉻酸鉀溶液用硫酸亞鐵溶液來(lái)滴定，從所消耗的硫酸亞鐵溶液量可計(jì)算有機(jī)碳的含量。上述方法存在以下問(wèn)題:高溫油類易燃易爆，存在危險(xiǎn)隱患；消煮溫度不易穩(wěn)定，不同管內(nèi)消煮液沸騰狀態(tài)及消煮時(shí)間難以掌握，溫度高低變化及消煮時(shí)間長(zhǎng)短均可影響有機(jī)碳氧化反應(yīng)，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確；器具及環(huán)境污染嚴(yán)重，器皿油污難清洗，費(fèi)工費(fèi)時(shí)；環(huán)境污染嚴(yán)重影響檢測(cè)人員身體健康。
[0004]沸水浴加熱時(shí)需將三角瓶浸在水中，水位控制不當(dāng)，三角瓶受水的浮力影響會(huì)在放置時(shí)或沸水加熱時(shí)傾倒而造成瓶?jī)?nèi)重鉻酸鉀溶液及硫酸溶液流入沸水中，這不僅造成消煮失敗的樣品重新稱量和消煮，而且流出的強(qiáng)酸溶液將會(huì)對(duì)鍋體及加熱管等產(chǎn)生嚴(yán)重氧化腐蝕，導(dǎo)致鍋體滲漏或電路損壞等安全隱患。
[0005]有文獻(xiàn)中提出用電熱板或石墨爐等消煮儀器消煮，參考文獻(xiàn)如(兩種加熱消解方法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)的對(duì)比分析[J]，王育燦，朱健萍，孫惠嬋，廣東林業(yè)科學(xué)，2009(4))；參考文獻(xiàn)如(不同消解方法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量[J]，邵明，遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009, 11(1))。上述儀器具備加熱、調(diào)溫及恒溫功能，消煮管放至儀器加熱部位消煮，盡管溫度可控，避免了污染，消除了安全隱患，但依然存在加熱部位的不同位置的消煮液沸騰狀態(tài)及消煮時(shí)間不易把握的問(wèn)題。同時(shí)上述方法需將消煮液洗入三角瓶中以便于滴定，無(wú)形中增加工序。
[0006]上述沸水浴、電熱板或石墨爐等消煮儀器加熱方式需另行確定校正系數(shù)。參考文獻(xiàn)如(重鉻酸鉀容量法中不同加熱方式測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)的比較研究，季天委，浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2005,17(5));參考文獻(xiàn)如(容量法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)不同消解方式的比較，郎松巖，張福金，李秀萍等，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技2009 (I))。
[0007]植物或土壤有機(jī)碳還可以通過(guò)TOC分析儀檢測(cè)，它是將樣品中碳完全氧化，生成CO2，非分散式紅外線分析儀(NDIR)光譜定量測(cè)量總碳及總無(wú)機(jī)碳值，通過(guò)總碳與總無(wú)機(jī)碳IC的之差等于有機(jī)碳TOC的關(guān)系得出其含量。雖然TOC分析儀準(zhǔn)確率比較高，但儀器開(kāi)關(guān)機(jī)用時(shí)較長(zhǎng)，每個(gè)工作日的檢測(cè)時(shí)間有限，一般僅能檢測(cè)20個(gè)左右的樣品，不適用于批量樣品檢測(cè)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為農(nóng)林業(yè)植物、土壤有機(jī)碳含量測(cè)定提供了一種準(zhǔn)確、高效的檢測(cè)方法及其加熱裝置?？朔爽F(xiàn)期有機(jī)碳檢測(cè)方法存在安全隱患嚴(yán)重，加熱不均，溫度不易控制等問(wèn)題。
[0009]本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0010]一種植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，該方法是將植物樣品或土壤樣品進(jìn)行預(yù)處理、將預(yù)處理所得的預(yù)處理植物樣品或預(yù)處理土壤樣品、重鉻酸鉀溶液、濃硫酸溶液三者置于三角瓶中混合，加熱進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入蒸餾水，冷卻后添加鄰菲羅啉溶液作為指示劑，然后用硫酸亞鐵溶液滴定氧化反應(yīng)剩余的重鉻酸鉀，計(jì)算出有機(jī)碳含量，所述的氧化反應(yīng)是在90?100°C水所產(chǎn)生的常壓蒸汽條件下反應(yīng)20?60分鐘。
[0011]優(yōu)選的是:所述的氧化反應(yīng)是在96?100°C水所產(chǎn)生的常壓蒸汽條件下反應(yīng)30分鐘。
[0012]優(yōu)選的是:所述植物樣品經(jīng)60?80°C烘烤8?48小時(shí)，粉碎過(guò)0.25mm篩，經(jīng)65?100°C烘干至恒重制得預(yù)處理植物樣品，每20mg?35mg預(yù)處理植物樣品需加入8ml?15mL重鉻酸鉀溶液和8ml?15mL濃硫酸溶液，其中加入的重鉻酸鉀溶液和濃硫酸溶液體積比為1:1。
[0013]優(yōu)選的是:所述土壤樣品經(jīng)風(fēng)干除雜、研磨過(guò)2mm篩，按四分法取2/4過(guò)2mm篩后的樣品，再研磨過(guò)0.25mm篩制得預(yù)處理土壤樣品，每100?SOOmg預(yù)處理土壤樣品需加入5ml?IOmL重鉻酸鉀溶液溶液和5ml?IOmL濃硫酸溶液，其中加入的重鉻酸鉀溶液和濃硫酸溶液體積比為1:1。
[0014]優(yōu)選的是:所述的重鉻酸鉀溶液濃度為0.6mol/L?1.0mol/L，其中重鉻酸鉀溶液最適濃度為0.8mol/L ;所述的濃硫酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%。
[0015]優(yōu)選的是:所述預(yù)處理植物樣品、濃硫酸溶液、重鉻酸鉀溶液三者經(jīng)氧化反應(yīng)后剩余的重鉻酸鉀溶液用0.lmol/L?0.6mol/L硫酸亞鐵溶液滴定，其中硫酸亞鐵溶液最適濃度為0.4mol/L ;所述預(yù)處理土壤樣品、濃硫酸溶液、重鉻酸鉀溶液三者經(jīng)氧化反應(yīng)后剩余的重鉻酸鉀溶液用0.lmol/L?0.6mol/L硫酸亞鐵溶液滴定，其中硫酸亞鐵溶液最適濃度為 0.2mol/L。
[0016]所述植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法使用的加熱裝置，所述加熱裝置由恒溫水浴鍋、隔層架及封蓋組成，所述恒溫水浴鍋包括水槽，水槽上設(shè)有封蓋進(jìn)行封閉，所述封蓋頂部設(shè)有把手，其特征在于:所述隔層架上開(kāi)有若干孔眼，隔層架橫向設(shè)置于水槽內(nèi)，所述隔層架距離水槽底部有二分之一至三分之二水槽高度，且隔層架高于水槽內(nèi)水位。
[0017]優(yōu)選的是:所述封蓋是深度為4?6厘米的鐵方槽，所述鐵方槽槽口四個(gè)邊沿裝有橡膠條，鐵方槽的槽口邊沿壓放在水槽的槽口邊沿上。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019](I)本發(fā)明是在水浴鍋的基礎(chǔ)上，在水浴鍋水槽內(nèi)設(shè)置一個(gè)高于水槽水位的隔層架，將裝有反應(yīng)液的三角瓶置于隔層架之上，使水浴產(chǎn)生的蒸汽對(duì)三角瓶?jī)?nèi)的反應(yīng)液進(jìn)行加熱，鐵方槽槽口的四個(gè)邊沿加裝橡膠條，使得鐵方槽與水浴鍋接觸緊密，減少蒸汽損失。放置三角瓶的隔層架高出水位，三角瓶未浸在水中，避免了樣品放置不穩(wěn)引發(fā)消煮失敗的問(wèn)題，預(yù)防了加熱儀器受到嚴(yán)重破壞的隱患。常壓蒸汽加熱法操作簡(jiǎn)單易控，水浴鍋內(nèi)的溫度穩(wěn)定易控，樣品受熱均勻，消煮充分，本發(fā)明不僅安全環(huán)保，而且檢測(cè)再現(xiàn)性好，準(zhǔn)確高效。
[0020](2)氧化反應(yīng)與滴定均可以在三角瓶中進(jìn)行，無(wú)轉(zhuǎn)移環(huán)節(jié)，工序簡(jiǎn)化，零損失。
[0021](3)本發(fā)明可以進(jìn)行批量樣品檢測(cè)，如以八孔大小的水浴鍋為加熱裝置基礎(chǔ)，設(shè)置隔層和封蓋后，一次可以對(duì)40個(gè)150ml三角瓶盛裝的樣品進(jìn)行消煮，工作效率極高。
[0022](4)本發(fā)明檢測(cè)結(jié)果直接采用國(guó)標(biāo)有機(jī)碳的計(jì)算公式:
[0023]植物有機(jī)碳含量(g/kg)= 0.8*V3 (V0 - V2) /VQ*0.003*1.l/m*1000
[0024]土壤有機(jī)碳含量(g/kg) = 0.8*V3 (V0 - V2) /VQ*0.003*1.1/(m*k) *1000
[0025]V1:加入重鉻酸鉀的體積(ml)
[0026]V。:空白樣品消耗硫酸亞鐵體積(ml)
[0027]V2:樣品消耗硫酸亞鐵體積(ml)
[0028]m:樣品質(zhì)量(g)
[0029]k:土壤樣品水分系數(shù)
[0030]本發(fā)明無(wú)需另外確定校正系數(shù)，誤差小，檢測(cè)準(zhǔn)確。
[0031](5)本發(fā)明植物、土壤有機(jī)碳含量檢測(cè)精密度及準(zhǔn)確性高。本發(fā)明有機(jī)碳檢測(cè)結(jié)果與TOC分析儀檢測(cè)結(jié)果對(duì)照無(wú)顯著性差異。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是本發(fā)明加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0034]1、恒溫水浴鍋2、封蓋3、隔層架4、水槽5、把手。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的闡述，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不局限于實(shí)施例表示的范圍。這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非用于限制本發(fā)明的范圍。此夕卜，在閱讀本發(fā)明的內(nèi)容后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種修改，這些等價(jià)變化同樣落于本發(fā)明所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0036]實(shí)施例1
[0037]該植物有機(jī)碳檢測(cè)方法使用的加熱裝置，是由恒溫水浴鍋1、封蓋2、隔層架3組成，所述恒溫水浴鍋I (水浴鍋為雙列八孔電熱恒溫水浴鍋(HWS-28))的水槽4內(nèi)橫向裝有隔層架3，隔層架3上設(shè)置10個(gè)開(kāi)孔，調(diào)節(jié)隔層架3的位置至水槽4 二分之一高度，控制水位高度，使之低于隔層架3高度。在已添加各反應(yīng)物質(zhì)的三角瓶瓶口裝上一個(gè)彎頸漏斗，然后在水槽上覆蓋封蓋2，所述封蓋2是深度為4厘米的鐵方槽，封蓋2頂部還設(shè)有把手5，鐵方槽槽口邊沿壓放于水槽4槽口邊沿上對(duì)水槽4進(jìn)行封閉，所述的鐵方槽槽口四個(gè)邊沿加裝有橡膠條，使得鐵方槽與水槽4接觸緊密，減少蒸汽損失。
[0038]將IOg植物葉片樣品置于烤箱中60°C烘烤48小時(shí)，取出后進(jìn)行粉碎，過(guò)0.25mm篩后在65°C條件下烘干至恒重后制得預(yù)處理植物樣品，放置于有干燥劑的干燥器中冷卻至室溫備用。取預(yù)處理植物樣品20mg置于150ml三角瓶中，加入0.6mol/l重鉻酸鉀溶液8ml，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸溶液(密度為1.84g/mL) 8ml，搖勻后將三角瓶放入水浴鍋隔層上，加蓋密閉，常壓下控制水浴溫度為90°C,利用水浴產(chǎn)生的水蒸汽加熱60min后取出，加16ml蒸餾水搖勻冷卻至室溫，加3滴鄰菲啰啉溶液(濃度為1.485g/100mL)搖勻，以0.lmol/1硫酸亞鐵溶液滴定消煮液，當(dāng)溶液顏色由橙黃變成藍(lán)綠，在由藍(lán)綠變?yōu)樽丶t時(shí)停止滴定，以不加樣品的作空白，以此方法重復(fù)空白2次。分別記錄硫酸亞鐵溶液用量計(jì)算有機(jī)碳含量。
[0039]實(shí)施例2
[0040]該植物有機(jī)碳檢測(cè)方法使用的加熱裝置，是由恒溫水浴鍋1、封蓋2、隔層架3組成，所述恒溫水浴鍋I (水浴鍋為雙列八孔電熱恒溫水浴鍋(HWS-28))的水槽4內(nèi)橫向裝有隔層架3，隔層架3上設(shè)置15個(gè)開(kāi)孔，調(diào)節(jié)隔層架3的位置至水槽4十二分之七高度，控制水位高度，使之低于隔層架3高度。在已添加各反應(yīng)物質(zhì)的三角瓶瓶口裝上一個(gè)彎頸漏斗，然后在水槽4上覆蓋封蓋2，所述封蓋2是深度為5厘米的鐵方槽，封蓋2頂部還設(shè)有把手5，鐵方槽槽口邊沿壓放于水槽4槽口邊沿上對(duì)水槽4進(jìn)行封閉，所述的鐵方槽槽口四個(gè)邊沿加裝有橡膠條，使得鐵方槽與水槽4接觸緊密，減少蒸汽損失。
[0041]將IOg植物葉片樣品置于烤箱中70°C烘烤20小時(shí)，取出后進(jìn)行粉碎，過(guò)0.25mm篩后在80°C條件下烘干至恒重后制得預(yù)處理植物樣品，放置于有干燥劑的干燥器中冷卻至室溫備用。取預(yù)處理植物樣品30mg置于150ml三角瓶中，加入0.8mol/l重鉻酸鉀溶液10ml，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸溶液10ml，搖勻后將三角瓶放入水浴鍋隔層上，加蓋密閉，常壓下控制溫度為96°C，利用水浴產(chǎn)生的水蒸汽加熱30min后取出，加20ml蒸餾水搖勻冷卻至室溫，加5滴鄰菲啰啉溶液(濃度為1.485g/100mL)搖勻，以0.4mol/l硫酸亞鐵溶液滴定消煮液，當(dāng)溶液顏色由橙黃變成藍(lán)綠，在由藍(lán)綠變?yōu)樽丶t時(shí)停止滴定，以不加樣品的作空白，以此方法重復(fù)空白2次。分別記錄硫酸亞鐵溶液用量計(jì)算有機(jī)碳含量。
[0042]實(shí)施例3
[0043]該植物有機(jī)碳檢測(cè)方法使用的加熱裝置，是由恒溫水浴鍋1、封蓋2、隔層架3組成，所述恒溫水浴鍋I (水浴鍋為雙列八孔電熱恒溫水浴鍋(HWS-28))的水槽4內(nèi)橫向裝有隔層架3，隔層架3上設(shè)置20個(gè)開(kāi)孔，調(diào)節(jié)隔層架3的位置至水槽4三分之二高度，控制水位高度，使之低于隔層架3高度。在已添加各反應(yīng)物質(zhì)的三角瓶瓶口裝上一個(gè)彎頸漏斗，然后在水槽4上覆蓋封蓋2，所述封蓋2是深度為6厘米的鐵方槽，封蓋2頂部還設(shè)有把手5，鐵方槽槽口邊沿壓放于水槽4槽口邊沿上對(duì)水槽4進(jìn)行封閉，所述的鐵方槽槽口四個(gè)邊沿加裝有橡膠條，使得鐵方槽與水槽4接觸緊密，減少蒸汽損失。
[0044]將IOg植物凋落物樣品置于烤箱中80°C烘烤8小時(shí)，取出后進(jìn)行粉碎，過(guò)0.25mm篩后在100°c條件下烘干至恒重后制得預(yù)處理植物樣品，放置于有干燥劑的干燥器中冷卻至室溫備用。取預(yù)處理植物樣品35mg置于150ml三角瓶中，加入1.0mol/1重鉻酸鉀溶液15ml，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸溶液15ml，搖勻后將三角瓶放入水浴鍋隔層架上，加蓋密閉，常壓下控制水浴溫度為100°C，利用水浴產(chǎn)生的水蒸汽加熱20min后取出，加30ml蒸餾水搖勻冷卻至室溫，加6滴鄰菲啰啉溶液(濃度為1.485g/100mL)搖勻，以0.6mol/l硫酸亞鐵溶液滴定消煮液，當(dāng)溶液顏色由橙黃變成藍(lán)綠，在由藍(lán)綠變?yōu)樽丶t時(shí)停止滴定，以不加樣品的作空白，以此方法重復(fù)空白2次。分別記錄硫酸亞鐵溶液用量計(jì)算有機(jī)碳含量。
[0045]實(shí)施例4
[0046]該土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法使用的加熱裝置，是由恒溫水浴鍋1、封蓋2、隔層架3組成，所述恒溫水浴鍋1(水浴鍋為雙列八孔電熱恒溫水浴鍋(HWS-28))的水槽4內(nèi)橫向裝有隔層架3，隔層架3上設(shè)置15個(gè)開(kāi)孔，調(diào)節(jié)隔層架3的位置至水槽4 二分之一高度，控制水位高度，使之低于隔層架3高度。在已添加各反應(yīng)物質(zhì)的三角瓶瓶口裝上一個(gè)彎頸漏斗，然后在水槽4上覆蓋封蓋2，所述封蓋2是深度為4厘米的鐵方槽，封蓋2頂部還設(shè)有把手5，鐵方槽槽口邊沿壓放于水槽4槽口邊沿上對(duì)水槽4進(jìn)行封閉，所述的鐵方槽槽口四個(gè)邊沿加裝有橡膠條，使得鐵方槽與水槽4接觸緊密，減少蒸汽損失。
[0047]將IOOg土壤樣品風(fēng)干、除雜、研磨后過(guò)2mm篩，按四分法取2/4過(guò)2mm篩后的樣品，再研磨過(guò)0.25mm篩制得預(yù)處理土壤樣品。取IOOmg預(yù)處理土壤樣品，加入0.6mol/l重鉻酸鉀溶液5ml，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸溶液5ml，搖勻后將三角瓶放入水浴鍋隔層架上，加蓋密閉，常壓下控制水浴溫度為90°C，利用水浴產(chǎn)生的蒸汽加熱60min后取出，加IOml蒸餾水搖勻冷卻至室溫，加2滴鄰菲啰啉溶液(濃度為1.485g/100mL)搖勻，以0.lmol/1硫酸亞鐵溶液滴定消煮液，當(dāng)溶液顏色由橙黃變成藍(lán)綠，在由藍(lán)綠變?yōu)樽丶t時(shí)停止滴定。以不加樣品的作空白，以此方法重復(fù)空白2次。分別記錄硫酸亞鐵溶液用量計(jì)算有機(jī)碳含量。另取土壤樣品IOg在105°C條件下烘干至恒重，放于干燥器冷卻后，立即稱量，以計(jì)算樣品的水分系數(shù)。
[0048]實(shí)施例5
[0049]該植物有機(jī)碳檢測(cè)方法使用的加熱裝置，是由恒溫水浴鍋1、封蓋2、隔層架3組成，所述恒溫水浴鍋I (水浴鍋為雙列八孔電熱恒溫水浴鍋(HWS-28))的水槽4內(nèi)橫向裝有隔層架3，隔層架3上設(shè)置17個(gè)開(kāi)孔，調(diào)節(jié)隔層架3的位置至水槽4十二分之七高度，控制水位高度，使之低于隔層架3高度。在已添加各反應(yīng)物質(zhì)的三角瓶瓶口裝上一個(gè)彎頸漏斗，然后在水槽4上覆蓋封蓋2，所述封蓋2是深度為5厘米的鐵方槽，封蓋2頂部還設(shè)有把手5，鐵方槽槽口邊沿壓放于水槽4槽口邊沿上對(duì)水槽4進(jìn)行封閉，所述的鐵方槽槽口四個(gè)邊沿加裝有橡膠條，使得鐵方槽與水槽4接觸緊密，減少蒸汽損失。
[0050]將IOOg 土壤樣品風(fēng)干、除雜、研磨后過(guò)2mm篩，按四分法取2/4過(guò)2mm篩后的樣品，再研磨過(guò)0.25mm篩。取500mg預(yù)處理土壤樣品，加入0.8mol/l重鉻酸鉀溶液8ml,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98 %的濃硫酸溶液8ml，搖勻后將三角瓶放入水浴鍋隔層上，加蓋密閉，常壓下控制水浴溫度為98°C，利用水浴產(chǎn)生的水蒸汽加熱30min后取出，加16ml蒸餾水搖勻冷卻至室溫，加5滴鄰菲啰啉溶液(濃度為1.485g/100mL)搖勻，以0.2mol/l硫酸亞鐵溶液滴定消煮液，當(dāng)溶液顏色由橙黃變成藍(lán)綠，在由藍(lán)綠變?yōu)樽丶t時(shí)停止滴定以不加樣品的作空白，以此方法重復(fù)空白2次。分別記錄硫酸亞鐵溶液用量計(jì)算有機(jī)碳含量。另取土壤樣品IOg在105°C條件下烘干至恒重，放于干燥器冷卻后，立即稱量，以計(jì)算樣品的水分系數(shù)。
[0051]實(shí)施例6
[0052]該植物有機(jī)碳檢測(cè)方法使用的加熱裝置，是由恒溫水浴鍋1、封蓋2、隔層架3組成，所述恒溫水浴鍋I (水浴鍋為雙列八孔電熱恒溫水浴鍋(HWS-28))的水槽4內(nèi)橫向裝有隔層架3，隔層架3上設(shè)置25個(gè)開(kāi)孔，調(diào)節(jié)隔層架3的位置至水槽4三分之二高度，控制水位高度，使之低于隔層架3高度。在已添加各反應(yīng)物質(zhì)的三角瓶瓶口裝上一個(gè)彎頸漏斗，然后在水槽4上覆蓋封蓋2，所述封蓋2是深度為6厘米的鐵方槽，封蓋2頂部還設(shè)有把手5，鐵方槽槽口邊沿壓放于水槽4槽口邊沿上對(duì)水槽4進(jìn)行封閉，所述的鐵方槽槽口四個(gè)邊沿加裝有橡膠條，使得鐵方槽與水槽4接觸緊密，減少蒸汽損失。[0053]將IOOg土壤樣品風(fēng)干、除雜、研磨后過(guò)2mm篩，按四分法取2/4過(guò)2mm篩后的樣品，再研磨過(guò)0.25mm篩。取800mg預(yù)處理土壤樣品，加入1.0mol/1重鉻酸鉀溶液IOml,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸溶液10ml，搖勻后將三角瓶放入水浴鍋隔層上，加蓋密閉，常壓下控制水浴溫度為100°C，利用水浴產(chǎn)生的水蒸汽加熱30min后取出，加20ml蒸餾水搖勻冷卻至室溫，加5滴或6滴鄰菲啰啉溶液(濃度為1.485g/100mL)搖勻，以0.6mol/l硫酸亞鐵溶液滴定消煮液，當(dāng)溶液顏色由橙黃變成藍(lán)綠，在由藍(lán)綠變?yōu)樽丶t時(shí)停止滴定。以不加樣品的作空白，以此方法重復(fù)空白2次。分別記錄硫酸亞鐵溶液用量計(jì)算有機(jī)碳含量。另取土壤樣品IOg在105°C條件下烘干至恒重，放于干燥器冷卻后，立即稱量，以計(jì)算樣品的水分系數(shù)。
[0054]以下為對(duì)比試驗(yàn)。
[0055]一、材料與設(shè)備
[0056]1、植物樣品(來(lái)自中國(guó)林科院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心夏石大山人工林中的格木葉及香杉凋落物)
[0057]2、土壤樣品(來(lái)自中國(guó)林科院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心夏石大山)
[0058]3,0.8mol/L重鉻酸鉀溶液
[0059]4、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸溶液(密度1.84g/mL)
[0060]5、1.485g/100mL 鄰菲啰啉溶液
[0061]6,0.4mol/L硫酸亞鐵溶液、0.2mol/L硫酸亞鐵溶液
[0062]7、鄰苯二甲酸氫鉀(優(yōu)級(jí)純)
[0063]8、電子天平(萬(wàn)分之一精度)
[0064]9、電子天平(百分之一精度)
[0065]10、與實(shí)施例2相同的加熱裝置
[0066]11、TOC 分析儀(島津 TOC-L SSM/5000A)
[0067]二、方法
[0068]根據(jù)不同加熱方式分為常壓蒸汽組、TOC分析儀組。
[0069]將植物葉片及凋落物樣品在65°C烘干24小時(shí)后立即粉碎，并過(guò)0.25mm篩，將植物樣品在65°C條件下烘干至恒重后，放置于干燥器中冷卻至室溫待用。
[0070]將土壤樣品風(fēng)干后，先研磨過(guò)2mm篩，以四分法取2/4過(guò)2mm篩的樣品研磨過(guò)
0.25mm篩，取IOg在105°C烘至恒重后，放于干燥器冷卻后，立即稱量，以計(jì)算樣品的水分系數(shù)。剩余樣品待用。
[0071]將鄰苯二甲酸氫鉀在110°C烘3小時(shí)后取出置于干燥器中冷卻備用，用于測(cè)定空白加標(biāo)回收率。
[0072]常壓蒸汽組:取上述預(yù)處理后的植物樣品30mg置于150mL三角瓶中，加入IOmL的
0.8mol/L重鉻酸鉀溶液，IOmL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸溶液，搖勻后將三角瓶放入水浴鍋隔層架上，常壓下控制水浴溫度為98°C，利用水浴產(chǎn)生的水蒸汽加熱30min后取出，加IOmL蒸餾水搖勻冷卻至室溫，加6滴鄰菲羅啉溶液搖勻，以0.4mol/L硫酸亞鐵溶液滴定，當(dāng)溶液顏色由橙黃變成藍(lán)綠，在由藍(lán)綠變?yōu)樽丶t時(shí)停止滴定，記錄硫酸亞鐵溶液用量，共平行處理三份上述植物樣品。以不加樣品的作空白，以同樣方法重復(fù)空白2次，求得硫酸亞鐵溶液用量平均值作空白值。取鄰苯二甲酸氫鉀30mg代替樣品按以上方法重復(fù)操作，重復(fù)3次，分別記錄硫酸亞鐵溶液用量計(jì)算有機(jī)碳含量、有機(jī)碳含量的變異系數(shù)(CV)。[0073]取上述預(yù)處理后的土壤樣品300mg置于150mL三角瓶中，按以上方法操作檢測(cè)。
[0074]TOC分析儀組:取上述預(yù)處理后的植物樣品30mg平鋪于TOC分析儀的樣品舟中，分別放入燃燒腔中，在900°C條件下測(cè)定全碳量，200°C條件下測(cè)無(wú)機(jī)碳量，從而得出有機(jī)碳量，各樣品重復(fù)操作3次測(cè)定有機(jī)碳含量，并求得其變異系數(shù)(CV)。取鄰苯二甲酸氫鉀30mg按以上方法重復(fù)3次，測(cè)定有機(jī)碳量，計(jì)算空白加標(biāo)回收率。
[0075]取上述預(yù)處理后的土壤樣品300mg平鋪于TOC分析儀的樣品舟中，按以上方法操作檢測(cè)。
[0076]對(duì)常壓蒸汽組及TOC分析儀組的有機(jī)碳測(cè)定結(jié)果進(jìn)行方差分析，檢測(cè)有無(wú)顯著性差異。
[0077]常壓蒸汽組計(jì)算公式如下:
[0078]1、植物有機(jī)碳含量(g/kg) = 0.8^!*(V0 — V2)/V0*0.003*1.l/m*1000
[0079]2、土壤有機(jī)碳 含量(g/kg) = 0.8*V3 (V0 — V2) /V0*0.003*1.1/(m*k) *1000
[0080]3、土壤樣品水分系數(shù) k= (1-(10.00-Hi1) Ai1)) *100%
[0081]V1:加入重鉻酸鉀的體積(ml)
[0082]V。:空白樣品消耗硫酸亞鐵體積(ml)
[0083]V2:樣品消耗硫酸亞鐵體積(ml)
[0084]m:烘干樣品質(zhì)量(g)
[0085]k:土壤樣品水分系數(shù)
[0086]In1:10g風(fēng)干土 105°C烘至恒重的重量(g)
[0087]4、空白加標(biāo)回收率％=鄰苯二甲酸氫鉀實(shí)際測(cè)定碳含量(g/kg)/鄰苯二甲酸氫鉀理論碳含量(g/kg) *100%
[0088]5、鄰本_.甲酸氣鐘頭際測(cè)定碳含星(g/kg) = 0.8*V重格酸鐘* (V空白一V標(biāo)準(zhǔn)物)*0.003*1.1*100/ (V 空白 *M標(biāo)準(zhǔn)物)*100 %
[0089]鄰苯二甲酸氫鉀理論碳含量(g/kg) = 470.1 (g/kg)
[0090]其中指加入重鉻酸鉀量(ml)，Vse指空白樣品消耗硫酸亞鐵量(ml)，V_指標(biāo)準(zhǔn)物鄰苯二甲酸氫鉀消耗硫酸亞鐵量(ml) 指烘干標(biāo)準(zhǔn)物鄰苯二甲酸氫鉀的稱
量(g)。
[0091]三、結(jié)果
[0092]實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1及表2。
[0093]表1兩種方法有機(jī)碳檢測(cè)結(jié)果對(duì)比
[0094]
【權(quán)利要求】
1.一種植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，該方法是將植物樣品或土壤樣品進(jìn)行預(yù)處理、將預(yù)處理所得的預(yù)處理植物樣品或預(yù)處理土壤樣品、重鉻酸鉀溶液、濃硫酸溶液三者置于三角瓶中混合，加熱進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后加入蒸餾水，冷卻后添加鄰菲啰啉溶液作為指示齊U，然后用硫酸亞鐵溶液滴定氧化反應(yīng)剩余的重鉻酸鉀，計(jì)算出有機(jī)碳含量，其特征在于:所述的氧化反應(yīng)是在90?100°C水所產(chǎn)生的常壓蒸汽條件下反應(yīng)20?60分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，其特征在于:所述的氧化反應(yīng)是在96?100°C水所產(chǎn)生的常壓蒸汽條件下反應(yīng)30分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，其特征在于:所述植物樣品經(jīng)60?80°C烘烤8?48小時(shí)，粉碎過(guò)0.25mm篩，經(jīng)65?100°C烘干至恒重制得預(yù)處理植物樣品，每20mg?35mg預(yù)處理植物樣品需加入8ml?15mL重鉻酸鉀溶液和8ml?15mL濃硫酸溶液，其中加入的重鉻酸鉀溶液和濃硫酸溶液體積比為1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，其特征在于:所述土壤樣品經(jīng)風(fēng)干除雜、研磨過(guò)2mm篩，按四分法取2/4過(guò)2mm篩后的樣品，再研磨過(guò)0.25mm篩制得預(yù)處理土壤樣品，每100?800mg預(yù)處理土壤樣品需加入5ml?IOmL重鉻酸鉀溶液溶液和5ml?IOmL濃硫酸溶液，其中加入的重鉻酸鉀溶液和濃硫酸溶液體積比為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，其特征在于:所述的重鉻酸鉀溶液濃度為0.6mol/L?1.0mol/L ;所述的濃硫酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，其特征在于:所述的重鉻酸鉀溶液最適濃度為0.8mol/Lo
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，其特征在于:所述預(yù)處理植物樣品或預(yù)處理土壤樣品、濃硫酸溶液、重鉻酸鉀溶液三者經(jīng)氧化反應(yīng)后剩余的重鉻酸鉀溶液均用0.lmol/L?0.6mol/L硫酸亞鐵溶液滴定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法，其特征在于:所述預(yù)處理植物樣品、濃硫酸溶液、重鉻酸鉀溶液三者經(jīng)氧化反應(yīng)后剩余的重鉻酸鉀溶液用硫酸亞鐵溶液滴定，所述硫酸亞鐵溶液最適濃度為0.4mol/L ;所述預(yù)處理土壤樣品、濃硫酸溶液、重鉻酸鉀溶液三者經(jīng)氧化反應(yīng)后剩余的重鉻酸鉀溶液用硫酸亞鐵溶液滴定，所述硫酸亞鐵溶液最適濃度為0.2mol/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述植物、土壤有機(jī)碳檢測(cè)方法使用的加熱裝置，所述加熱裝置由恒溫水浴鍋、隔層架及封蓋組成，所述恒溫水浴鍋包括水槽，水槽上設(shè)有封蓋進(jìn)行封閉，所述封蓋頂部設(shè)有把手，其特征在于:所述隔層架上開(kāi)有若干孔眼，隔層架橫向設(shè)置于水槽內(nèi)，所述隔層架距離水槽底部有二分之一至三分之二水槽高度，且隔層架高于水槽內(nèi)水位。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加熱裝置，其特征在于:所述封蓋是深度為4?6厘米的鐵方槽，所述鐵方槽槽口四個(gè)邊沿裝有橡膠條，鐵方槽的槽口邊沿壓放在水槽的槽口邊沿上。
【文檔編號(hào)】G01N31/16GK103969397SQ201410205219
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】李朝英, 鄭路, 盧立華 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心