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Corg檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-31 10:06:18 更新時(shí)間：2025-07-30 10:06:18

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

Corg檢測(cè)：有機(jī)碳分析的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

有機(jī)碳（Organic Carbon，簡(jiǎn)稱Corg）檢測(cè)是環(huán)境監(jiān)測(cè)、地質(zhì)勘探、農(nóng)業(yè)科學(xué)及工業(yè)過程控制中的重要分析項(xiàng)目。它主要用于評(píng)估土壤、沉積物、水體及巖石中有機(jī)物質(zhì)的含量，對(duì)理解碳循環(huán)、評(píng)估土壤肥力、監(jiān)測(cè)環(huán)境污染（如石油烴污染）及油氣資源勘探具有核心價(jià)值。Corg檢測(cè)的核心目標(biāo)是準(zhǔn)確測(cè)定樣品中總有機(jī)碳（Total Organic Carbon, TOC）或特定形態(tài)（如可溶性有機(jī)碳DOC）的含量，為科研和工程決策提供可靠依據(jù)。

核心檢測(cè)項(xiàng)目

Corg檢測(cè)主要圍繞以下關(guān)鍵項(xiàng)目展開：

總有機(jī)碳（TOC）：樣品中所有有機(jī)碳化合物的總量，是評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度的最基礎(chǔ)指標(biāo)。
可溶性有機(jī)碳（DOC）：溶解于水相中的有機(jī)碳組分，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量評(píng)估至關(guān)重要。
顆粒有機(jī)碳（POC）：懸浮或沉積的固態(tài)有機(jī)物中的碳含量。
酸不溶有機(jī)碳（又稱殘余有機(jī)碳或干酪根）：在酸處理（通常用鹽酸）后殘留的難降解有機(jī)碳，常見于烴源巖評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵檢測(cè)儀器

Corg檢測(cè)的準(zhǔn)確性和效率高度依賴先進(jìn)的儀器設(shè)備：

總有機(jī)碳分析儀（TOC Analyzer）：專門用于測(cè)定液體樣品（如水、提取液）中TOC和DOC的儀器。主流技術(shù)包括高溫催化氧化法（將有機(jī)碳徹底氧化為CO?，用非色散紅外檢測(cè)器NDIR或電導(dǎo)檢測(cè)器測(cè)量）和紫外-過硫酸鹽氧化法。
元素分析儀（Elemental Analyzer, EA）：配備碳檢測(cè)器（通常也是NDIR），廣泛用于固體樣品（土壤、巖石、生物質(zhì)）中總碳（TC）和無機(jī)碳（IC）的測(cè)定。通過差減法（TC - IC = TOC）或樣品前處理（酸洗去除IC）直接測(cè)定TOC。
碳硫分析儀：在高溫氧氣流中燃燒樣品，測(cè)定釋放的CO?，適用于固體樣品TOC分析。
馬弗爐（高溫爐）：用于經(jīng)典的重鉻酸鉀氧化法（濕法氧化），通過滴定或比色測(cè)定有機(jī)碳含量。
酸處理設(shè)備：用于去除樣品中的碳酸鹽礦物（無機(jī)碳源），是固體樣品Corg檢測(cè)前處理的關(guān)鍵步驟。

主要檢測(cè)方法

Corg檢測(cè)方法的選擇取決于樣品類型、目標(biāo)項(xiàng)目及所需精度：

高溫氧化法（干法）：
- 原理：樣品在富氧環(huán)境下高溫（通常>680℃）燃燒，有機(jī)碳和無機(jī)碳均氧化為CO?。通過測(cè)定總碳（TC）和無機(jī)碳（IC），計(jì)算TOC（TOC = TC - IC）。IC可通過單獨(dú)測(cè)定酸處理后的樣品獲得，或在儀器中通過酸化模塊在線去除IC后直接測(cè)TOC。
- 適用范圍：固體樣品（土壤、巖石、沉積物、植物組織等）和液體樣品的TOC測(cè)定。元素分析儀和碳硫分析儀主要采用此原理。
濕化學(xué)氧化法：
- 重鉻酸鉀氧化-容量法（外加熱法）：經(jīng)典方法。樣品與重鉻酸鉀和濃硫酸在油浴或電爐上加熱氧化，剩余的重鉻酸鉀用硫酸亞鐵銨滴定，計(jì)算氧化消耗的重鉻酸鉀量，進(jìn)而推算有機(jī)碳含量。通常用于土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定（乘以換算系數(shù)1.724得有機(jī)質(zhì)含量）。
- 重鉻酸鉀氧化-比色法：氧化后生成的三價(jià)鉻離子具有顏色，通過比色測(cè)定其吸光度來計(jì)算有機(jī)碳含量。
- 紫外-過硫酸鹽氧化法：主要用于TOC分析儀測(cè)定水樣。樣品經(jīng)酸化去除IC后，在紫外光照射下，過硫酸鹽將有機(jī)碳氧化為CO?，用NDIR檢測(cè)。
酸處理-重量損失法（間接法）：主要用于測(cè)定巖石（尤其是烴源巖）中的酸不溶有機(jī)碳。樣品先用鹽酸（有時(shí)也用氫氟酸）處理，溶解碳酸鹽和部分硅酸鹽，剩余的不溶殘?jiān)ǜ衫腋┰谠胤治鰞x上測(cè)定其有機(jī)碳含量。

重要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

為確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、可比性和可靠性，Corg檢測(cè)需遵循國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

土壤領(lǐng)域：
- 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9834-1988 土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法（基于重鉻酸鉀氧化法）。
- 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：HJ 615-2011 土壤有機(jī)碳的測(cè)定重鉻酸鉀氧化-分光光度法。
- 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：NY/T 1121.6-2006 土壤檢測(cè) 第6部分：土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定。
- 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ISO 10694:1995 土壤質(zhì)量--干燃燒后測(cè)定總有機(jī)碳和總碳含量（元素分析法）。
- 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ISO 14235:1998 土壤質(zhì)量--用重鉻酸鹽法測(cè)定有機(jī)碳。
水質(zhì)領(lǐng)域：
- 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 13193-1991 水質(zhì) 總有機(jī)碳（TOC）的測(cè)定非色散紅外線吸收法。
- 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：HJ 501-2009 水質(zhì) 總有機(jī)碳的測(cè)定燃燒氧化-非分散紅外吸收法。
- 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ISO 8245:1999 水質(zhì)--總有機(jī)碳（TOC）和溶解有機(jī)碳（DOC）測(cè)定指南。
- 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：US EPA Method 415.3 利用燃燒或氧化法測(cè)定水中的總有機(jī)碳。
巖石（油氣地質(zhì)）領(lǐng)域：
- 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 19145-2003 沉積巖中總有機(jī)碳測(cè)定方法（主要基于酸處理去除無機(jī)碳后，用元素分析儀測(cè)定殘留有機(jī)碳）。
- 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ASTM D5373-08 煤和焦炭實(shí)驗(yàn)室樣品中碳、氫和氮的儀器測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法（元素分析儀法也可用于巖石TOC測(cè)定）。
- 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ISO 7404-3: 1994 煤巖分析方法第3部分: 煤的顯微組分組成的測(cè)定方法（包含有機(jī)碳相關(guān)評(píng)價(jià)）。

選擇合適的檢測(cè)方法并嚴(yán)格遵守相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的樣品前處理程序、分析步驟、質(zhì)量控制和校準(zhǔn)要求，是獲得準(zhǔn)確可靠的Corg檢測(cè)結(jié)果的根本保障。隨著技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化、高靈敏度的儀器分析法（如EA、TOC分析儀）因其高效、精確、重現(xiàn)性好，正逐步成為主流的檢測(cè)手段。