HJ 615 2011 土壤有机碳的测定-重铬酸钾氧化分光光度法

 
 
中华人民共和国国家环境保护标准
HJ615-2011
 
 
 
 
土壤 有机碳的测定
重铬酸钾氧化-分光光度法
Soil–Determination of Organic Carbon–Potassium Dichromate Oxidation
Spectrophotometric Method 
 
本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2011-04-15发布                             2011-10-01实施
发布   环   境   保   护   部
 
 
目  次
前   言..............................................................................................................................................II
1   适用范围.....................................................................................................................................1
2   规范性引用文件.........................................................................................................................1
3   方法原理.....................................................................................................................................1
4   干扰和消除.................................................................................................................................1
5   试剂和材料.................................................................................................................................1
6   仪器和设备.................................................................................................................................2
7   样品.............................................................................................................................................2
8   分析步骤.....................................................................................................................................2
9   结果计算与表示.........................................................................................................................3
10   精密度和准确度.......................................................................................................................3
11   质量保证和质量控制...............................................................................................................4
12   注意事项...................................................................................................................................4
 
  I前  言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，保护环境，保障人体健康，规范土壤中有机碳
的测定方法，制定本标准。
本标准规定了测定土壤中有机碳的重铬酸钾氧化-分光光度法。
本标准为首次发布。
本标准由环境保护部科技标准司组织制订。
本标准主要起草单位：大连市环境监测中心。
本标准验证单位：天津市环境监测中心、辽宁省环境监测实验中心、沈阳市环境监测中
心站、鞍山市环境监测中心站、锦州市环境监测中心站和营口市环境监测中心站。
本标准环境保护部 2011年 4 月15 日批准。
本标准自 2011 年10月 1日起实施。
本标准由环境保护部解释。 
 
 HJ615-2011
  II
土壤 有机碳的测定  重铬酸钾氧化-分光光度法
1  适用范围
本标准规定了测定土壤中有机碳的重铬酸钾氧化-分光光度法。
本标准适用于风干土壤中有机碳的测定。本标准不适用于氯离子（Cl
-
）含量大于 2.0×104
 
mg/kg 的盐渍化土壤或盐碱化土壤的测定。
当样品量为 0.5g 时，本方法的检出限为 0.06%（以干重计），测定下限为 0.24%（以干
重计）。
2  规范性引用文件
本标准内容引用了下列文件或其中的条款。凡是不注明日期的引用文件，其有效版本
适用于本标准。
HJ 613   土壤  干物质和水分的测定  重量法
HJ/T 166    土壤环境监测技术规范
3  方法原理
在加热条件下，土壤样品中的有机碳被过量重铬酸钾-硫酸溶液氧化，重铬酸钾中的六
价铬（Cr
6+
）被还原为三价铬（Cr
3+
），其含量与样品中有机碳的含量成正比，于 585 nm波
长处测定吸光度，根据三价铬（Cr
3+
）的含量计算有机碳含量。
4  干扰和消除
4.1   土壤中的亚铁离子（Fe
2+
）会导致有机碳的测定结果偏高。可在试样制备过程中将土
壤样品摊成 2～3 cm 厚的薄层，在空气中充分暴露使亚铁离子（Fe
2+
）氧化成三价铁离子
（Fe
3+
）以消除干扰。
4.2   土壤中的氯离子（Cl
-
）会导致土壤有机碳的测定结果偏高，通过加入适量硫酸汞以消
除干扰。
5  试剂和材料
除非另有说明，分析时均使用符合国家标准的分析纯化学试剂，实验用水为在 25℃下
电导率≤0.2mS/m的去离子水或蒸馏水。
5.1   硫酸：ρ （H2SO4）=1.84 g/ml。
5.2   硫酸汞
5.3   重铬酸钾溶液：（K2Cr2O7）=0.27 mol/L  c
称取 80.00 g重铬酸钾溶于适量水中，溶解后移至 1000 ml 容量瓶，用水定容，摇匀。
该溶液贮存于试剂瓶中，4℃下保存。
5.4   葡萄糖标准使用液：ρ （C6H12O6）=10.00g/L
称取 10.00 g葡萄糖溶于适量水中，溶解后移至 1000 ml 容量瓶，用水定容，摇匀。该
溶液贮存于试剂瓶中，有效期为一个月。
  16  仪器和设备
6.1   分光光度计：具 585 nm波长，并配有 10 mm比色皿。
6.2   天平：精度为 0.1 mg。
6.3   恒温加热器：温控精度为 135±2 ℃℃。恒温加热器带有加热孔，其孔深应高出具塞消
解玻璃管内液面约 10 mm，且具塞消解玻璃管露出加热孔部分约 150 mm。
6.4   具塞消解玻璃管：具有 100 ml 刻度线，管径为 35～45 mm。
注：具塞消解玻璃管外壁必须能够紧贴恒温加热器的加热孔内壁，否则不能保证消解完全。
6.5   离心机：0 ~3000 r/min，配有 100 ml 离心管。
6.6   土壤筛：2 mm（10 目）、0.25 mm（60 目），不锈钢材质。
6.7   一般实验室常用仪器和设备。
7  样品
7.1   样品的采集和保存
土壤样品的采集和保存参照 HJ/T166 的相关规定。
7.2   试样的制备 
将土壤样品置于洁净白色搪瓷托盘中，平摊成 2～3 cm厚的薄层。先剔除植物、昆虫、
石块等残体，用木棰压碎土块，自然风干，风干时每天翻动几次。充分混匀风干土壤，采
用四分法，取其两份，一份留存，一份通过 2 mm土壤筛用于干物质含量测定。在过 2 mm
筛的样品中取出 10~20 g进一步细磨，并通过 60目（0.25 mm）土壤筛，装入棕色具塞玻璃
瓶中，待测。
7.3  干物质含量的测定
准确称取适量风干土壤，参照 HJ 613 测定干物质的含量。
8  分析步骤
8.1   校准曲线的绘制
8.1.1   分别量取 0.00、0.50、1.00、2.00、4.00 和 6.00 ml 葡萄糖标准使用液（5.4）于 100 ml
具塞消解玻璃管中，其对应有机碳质量分别为 0.00、2.00、4.00、8.00、16.0 和24.0mg。
8.1.2   分别加入 0.1g 硫酸汞（5.2）和 5.00 ml 重铬酸钾溶液（5.3），摇匀。再缓慢加入 7.5
ml 硫酸（5.1），轻轻摇匀。
8.1.3   开启恒温加热器，设置温度为 135℃。当温度升至接近 100℃时，将上述具塞消解
玻璃管开塞放入恒温加热器的加热孔中，以仪器温度显示 135℃时开始计时，加热 30 min。
然后关掉恒温加热器开关，取出具塞消解玻璃管水浴冷却至室温。向每个具塞消解玻璃管
中缓慢加入约 50 ml 水，继续冷却至室温。再用水定容至 100 ml 刻线，加塞摇匀。
8.1.4   于波长 585 nm处，用 10 mm比色皿，以水为参比，分别测量吸光度。
8.1.5   以零浓度校正吸光度为纵坐标，以对应的有机碳质量（mg）为横坐标，绘制校准曲
线。
8.2   测定
准确称取适量试样（7.2），小心加入至 100 ml 具塞消解玻璃管中，避免沾壁。按照步
骤 8.1.2 加入试剂，按照步骤 8.1.3 进行消解、冷却、定容。将定容后试液静置 1h，取约 80ml
   2
上清液至离心管中以 2000 r/min 离心分离 10 min，再静置至澄清；或在具塞消解玻璃管内
直接静置至澄清。最后取上清液按照步骤 8.1.4测量吸光度。土壤有机碳含量与试样取样量
关系见表 1。
表1  土壤有机碳含量与试样取样量关系
土壤有机碳含量（%）  0.00～4.00  4.00～8.00  8.00～16.0
  试样取样量（g）  0.4000～0.5000  0.2000～0.2500  0.1000～0.1250
注1：当样品有机碳含量超过16.0%时，应增大重铬酸钾溶液的加入量，重新绘制校准曲线。
注2：一般情况下，试液离心后静置至澄清约需5 h或直接静置至澄清约需8 h。
8.3  空白试验
在具塞消解玻璃管中不加入试样，按照 8.1.2、8.1.3 和8.1.4步骤进行测定。
9  结果计算与表示
9.1   结果计算
土壤中的有机碳含量（以干重计，质量分数，%），按照公式（1）、（2）进行计算。
100
1
dm w mm ×=                                   （1）
0
oc
1
()
100
1000
AAa
bm
ω − −
=
××
×                     HJ615-2011      （2）
式中：
1 m ——试样中干物质的质量，g；
m——试样取样量，g；
dm w ——土壤的干物质含量（质量分数），%；
oc ω ——土壤样品中有机碳的含量（以干重计，质量分数），%；
A——试样消解液的吸光度；
0 A ——空白试验的吸光度；
a——校准曲线的截距；
b——校准曲线的斜率。
9.2   结果表示
当测定结果＜1.00%时，保留到小数点后两位；当测定结果≥1.00%时，保留三位有效
数字。
10  精密度和准确度
10.1   精密度
6 家实验室对有机碳含量为 1.80%的统一样品进行了测定：实验室内相对标准偏差为
0.6%～4.0%，实验室间相对标准偏差为 4.1%，重复性限为 0.12%，再现性限为 0.24%。
10.2   准确度
6 家实验室对有机碳含量为（1.80±0.16）%的有证标准样品进行了测定：相对误差为
2.2%～8.3%，相对误差最终值为 5.6%±5.2%。
  311  质量保证和质量控制
11.1    每批样品应做两个空白试验，两个测定结果的相对偏差应≤50%。公式（2）中 A0
为两个空白试验测定的平均值。
11.2  每20个样品应至少测定10%的平行双样，样品数量少于10个时，每批样品应至少测定
一个平行双样。当样品的有机碳含量≤1.00%时，两个测定结果之差应在±0.10％之内；当
样品的有机碳含量＞1.00%时，两个测定结果的相对偏差≤10.0%。
11.3  每批样品测定时，应分析一个有证标准物质，其测定值应在保证值范围内。
11.4   校准曲线的相关系数应大于等于0.999。
12  注意事项
12.1  为保证恒温加热器加热温度的均匀性，样品进行消解时，在没有样品的加热孔内放
入装有 15 ml 硫酸（5.1）的具塞消解玻璃管，避免恒温加热器空槽加热。
12.2   硫酸具有较强的化学腐蚀性，操作时应按规定要求佩带防护器具，避免接触皮肤和
衣物。样品消解应在通风橱内进行操作。检测后的废液应妥善处理。
 
 
 
 
 
 
 
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