【地方标准】 海洋沉积物中有机碳的测定 重铬酸钾氧化-分光光度法

DB37/T4664—2023
海洋沉积物中有机碳的测定
重铬酸钾氧化-分光光度法

1 范围
本文件描述了海洋沉积物中重铬酸钾氧化-分光光度法测定有机碳含量的方法原理、干扰消除、试剂配制、仪器设备、样品的采集和保存制备、分析步骤、结果计算和表示、精密度和准确度、质量保证和质量控制、废物处置。
本文件适用于海洋沉积物中有机碳含量的测定。当取样量为0.5g时，本方法的检出限为0.010%（以干重计），测定下限为0.040%（以干重计）。当取样量为0.03g时，本方法的测定上限为3.00%（以干重计）。

2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法
GB 17378.1 海洋监测规范 第1部分：总则
GB 17378.3 海洋监测规范 第3部分：样品采集、贮存与运输
GB 17378.5 海洋监测规范 第5部分：沉积物分析

3 术语和定义
本文件没有需要界定的术语和定义。

4 方法原理
样品中加入已知量的重铬酸钾标准溶液在酸性介质中，以硫酸银为催化剂，经高温消解后用分光光度计在445nm波长处测定重铬酸钾未被还原时六价铬与被还原产生的三价铬两种铬离子的总吸光度。样品中的有机碳含量与六价铬的吸光度减少值成正比例，与三价铬的吸光度增加值成正比例，与总吸光度值减少值成正比例，通过校准曲线将总吸光度值换算成样品中的有机碳含量。

5 干扰和消除
5.1 氯离子会影响沉积物中有机碳的测定结果，可通过加入适量硫酸银消除干扰。
5.2 碳酸盐可能影响有机碳的氧化率，可通过加入适量磷酸溶液消除干扰。

6 试剂及配制
6.1 除非另有说明，实验时所用试剂均为分析纯试剂，水均为新制备的超纯水或 GB/T 6682 规定的级水。
6.2 硫酸 (H₂SO₄)：$ ho$=1.84 g/mL，优级纯。
6.3 硫酸溶液 (1+9)：1体积的硫酸 (6.2) 与9体积的水混合。
6.4 磷酸 (H₃PO₄)：$ ho$=1.69 g/mL，优级纯。
6.5 磷酸溶液 (1+1)：1体积的磷酸 (6.4) 和1体积的水混合。
6.6 重铬酸钾 (K₂Cr₂O₇)：基准试剂。取适量重铬酸钾研细并在120℃干燥至恒重，保存于干燥器中。
6.7 重铬酸钾标准溶液：$c(1/6 K_2Cr_2O_7) = 0.200 ext{ mol/L}$。准确称取9.8062g重铬酸钾 (6.6) 溶于适量水中，定容至1000mL，摇匀。
6.8 硫酸银 (Ag₂SO₄)
6.9 硫酸银-硫酸溶液：称取10g硫酸银 (6.8)，加到500mL硫酸 (6.2) 中，搅拌1d～2d使之溶解，使用前小心摇匀。
6.10 邻苯二甲酸氢钾 (KHC₈O₄)：基准试剂。取适量邻苯二甲酸氢钾研细并在105℃~110℃干燥至恒重，保存于干燥器中。
6.11 有机碳标准储备液：$P = 0.20 ext{ g/L}$。称取0.4255g邻苯二甲酸氢钾 (6.10) 溶于适量水中，定容至1000mL，摇匀。此溶液在2℃～8℃下保存，或在定容前加入约10mL硫酸溶液 (6.3)，常温贮存，可稳定保存一个月。也可使用市售有证标准溶液。

7 仪器和设备
7.1 可见分光光度计：配有1cm石英比色皿。
7.2 天平：感量0.0001g。
7.3 具塞比色管：50mL。
7.4 聚四氟乙烯消解管：50mL，有内塞，螺旋形外盖和排气孔。
7.5 超级恒温油槽：控温范围为室温～300℃，温度波动$pm$1℃。
7.6 离心机：0~5000r/min，配有50mL尖底离心管。
7.7 马弗炉：温度波动度$pm$5℃。
7.8 标准筛：80目。
7.9 一般实验室常用仪器和设备。

8 样品
8.1 样品的采集与保存
样品的采集与保存按照 GB 17378.1、GB 17378.3 的规定执行。
8.2 样品制备
8.2.1 空白样品制备
经500℃左右焙烧2h，磨细至80目后的纯海砂作为空白样品（没有纯海砂时，可选取普通海洋沉积物样品经500℃左右焙烧2h，磨细至80目后作为空白样品）。
8.2.2 测试样品制备
测试样品制备按照 GB 17378.5 的规定执行。

9 分析步骤
9.1 校准曲线的绘制
9.1.1 分别量取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL和5.00mL有机碳标准储备液 (6.11) 于50mL聚四氟乙烯消解管中，其对应的有机碳质量分别为0mg、0.20mg、0.40mg、0.60mg、0.80mg和1.00mg，再分别加入5.00mL、4.00mL、3.00mL、2.00mL、1.00mL和0mL纯水，摇匀。加入4mL磷酸溶液 (6.5) 并摇匀，30min后加入5mL硫酸银-硫酸溶液 (6.9) 并摇匀，密封避光常温放置过夜。
9.1.2 分别加入3.00mL重铬酸钾标准溶液 (6.7)，盖上内盖，塞紧外盖。
9.1.3 将聚四氟乙烯消解管插入铁丝笼并置于超级恒温油槽中，升温至195℃后恒温40min，取出铁丝笼。待消解管冷却后，擦净外壁的油液。用水冲洗内盖及标准溶液至50mL具塞比色管中，加水至标线，摇匀，静置3h。
警告：高温作业时，应当加强安全防护措施，防止烫伤或灼伤。
9.1.4 取约30mL上清液至离心管中，以3500r/min离心分离10min。
9.1.5 取上清液，在445nm波长处，用1cm比色皿，以水为参比，分别测量吸光度。
9.1.6 以零浓度对应的吸光度为截距，以对应的有机碳质量（mg）为横坐标，绘制校准曲线，测试结果按附录A记录。

9.2 样品测定
9.2.1 按照表1准确称取适量测试样品 (8.2.2) 于50mL聚四氟乙烯消解管中，加入5mL纯水，摇匀，勿使结块。加入4mL磷酸溶液 (6.5) 并摇匀，30min后加入5mL硫酸银-硫酸溶液 (6.9) 并摇匀，密封避光常温放置过夜。

表1 样品称样量
样品中有机碳的含量 (%) | 取样量 (g，精确到0.0001g)
0.00~0.20 | 0.25~0.50
0.20~0.50 | 0.10~0.25
0.50~3.00 | 0.03~0.10

9.2.2 按照步骤9.1~9.1.3进行消解、冷却、定容、测试，记录测试样品的吸光度$A$。
9.3 空白试验
准确称取适量空白样品 (8.2.1)，按步骤9.2.1、9.2.2进行测定，记录空白样品的吸光度$A_0$。

10 结果计算
按公式（1）计算沉积物样品中有机碳的含量，测试结果按附录A记录。
$W_{oc} = rac{(A_0 - A) imes 100}{b imes m imes (1 - W_{H_2O})}$ (1)
式中：
$A_0$ —— 空白样品的吸光度；
$A$ —— 测试样品的吸光度；
$b$ —— 校准曲线的斜率；
$m$ —— 沉积物样品的取样量，单位为克（g）；
$W_{H_2O}$ —— 沉积物样品的水分含量。