有机碳化物检测方法

1. 设计实验检测土壤中的重金属镉含量

1.筛选
镉(Cd)的测定方法有原子吸收分光光度法和比色法。原子吸收分光光度法具有灵敏度高、选择性好、操作简便、快速的特点，是测定土壤重金属元素的主要方法之一，根据含量的高低可分别采用火焰法或无焰法来进行测定；比色法干扰因素较多，操作较繁琐，目前已很少采用。
2．仪器
原子吸收分光光度计及石墨炉无火焰装置；Cd元素空心阴极灯；仪器使用适宜条件可参照仪器说明书并进行试验。
3．主要试剂
分析中使用的酸和标准物质均为符合国家标准或专业标准的优级纯试剂，其他为分析纯试剂和去离子水。
1)氢氟酸(HF)、硝酸(HNO3)、盐酸(HCl)、高氯酸(HClO4)。
2)碘化钾饱和溶液。
3)抗坏血酸。
4)甲基异丁基酮(MIBK)。
5) Cd标准贮备液：准确称取1.0000g金属Cd(99.99％)，加入少量稀HNO3溶解，在水浴上蒸干后，加5 mL 1 mol/L HCl，再蒸干，加HCl和H2O溶解残渣，用H2O稀至1 000 mL,控制溶液酸度为0.5 mol/L，此溶液含Cd 1000 ug/mL。
4．操作步骤
(1)标准曲线
1)火焰法用逐级稀释法配制成含Cd 10.00 ug/mL的标准液，再配制成含Cd 0.00、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、1.00 ug/mL的标准系列，酸度为0.5 mol/L HCl。在原子吸收分光光度计上测定吸光度，以相对吸光度为纵坐标，Cd浓度为横坐标绘制标准曲线。
2)石墨炉无火焰法用逐级稀释法配制成含Cd 100 ug/L的标准液，再配制成含Cd 0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0、16.0、20.0 ug/L 的标准系列，酸度为0.2 mol/L HCl。分别吸取标准系列溶液5.00 mL于25 mL具塞试管中，加4 mL水，加2mL 1mol/L HCl,加0.2 g抗坏血酸，摇溶，再加4 mL饱和碘化钾溶液，激烈振荡0.5 min后，准确加入5.00 mL甲基异丁基酮萃取，激烈振荡1 min，静置分层后测定有机相。在原子吸收分光光度计石墨炉上测定吸光度，以相对吸光度为纵坐标，Cd浓度为横坐标绘制标准曲线。
(2)土壤样品的消化
1) HF-HC1O4-HNO3消化法 称取经105～110℃烘干，过0.149 mm(100目)以上筛孔的土样0.5 g精确至0.0001g)于30 mL聚四氟乙烯坩埚内，加几滴去离子水湿润，加10mLHF，加5mL 1：1 HC1O4-HNO3混合液，加盖低温消化(100℃以下)1h后，去盖，升高温度(低于250℃)继续消化至HC1O4大量冒烟。再加5mL HF和5 mL 1:1 HClO4-HNO3混合液，消化至HClO4冒浓厚白烟时，加盖，使黑色有机碳化物充分分解。待坩埚上的黑色有机物消失后，开盖驱赶白烟到近干，加5mL HNO3消化至白烟基本冒尽且内容物呈干裂状，取下趁热加5 mL 2 mol/L HCI，加热溶解残渣(不能冒烟)。然后转移到25 mL容量瓶中，用去离子水定容，摇匀，并立即将消化液转移至塑料瓶中待测。同时做两份试剂空白。
2)王水-过氯酸法 称取经105～110℃烘干，过0.149 mm(100目)孔筛的土样2g(精确至0.001g)，放于100 mL高型烧杯中，用少量水润湿(如系石灰性土壤，可滴加适量HCl至无大量气泡产生)，在通风柜中先加7.5 mL浓HCl，继加2.5 mL浓HNO3，放于电热板上低温加热，待激烈反应过后，添加5 mL HClO4，消煮，直至近干(注意不要烧焦)，此时残留物为白色或灰白色沉淀，如颜色比较深，可再加5 mL HClO4，继续消化至符合要求为止，在一般情况下，添加两次即已足够，取下烧杯，添加10 mL 1 mol/L HCI，用玻棒搅拌并在搅拌下加热至微沸，冷却过滤至50 mL 容量瓶中，用去离子水洗涤数次，定容待测。
上述两种消化方法，王水-过氯酸法使土壤中重金属(Cd,Co,Cr,Cu,Ni和Pb)的结果偏低，尤其对土壤背景值的测定影响较大。一般，测定土壤背景值时建议采用HF-HClO4-HNO3认法，测定污染土壤时可采用王水-过氯酸法。
(3)样品的测定
土壤消化液中Cd含量高时，可将待测液直接喷入空气一乙炔火焰中测定；当待测液中Cd含量低时可用石墨炉无火焰法测定，或取适量消化液(5～10 mL)按标准曲线的方法用MIBK萃取后测定。样品溶液与标准曲线同时在原子吸收仪上测定吸光度或元素浓度。
5．结果计算
cd＝C1xVxts／W
式中，C(Cd)为土壤镉浓度，ug/g或mg/kg; C1为测得的镉的浓度，ug/mL；V为测定时定容体积，mL；ts为分取倍数；W为样品重量，g。
6．注意事项
1)若萃取液中Cd含量超出标准曲线范围时，不可用甲基异丁基酮稀释测定，而应减少消化液的量，重新萃取，否则将带来较大的误差。
2)高氯酸的纯度对空白值影响很大，直接关系到结果的准确度，因此在消化时所加入的高氯酸的量应保持一致，并尽可能地少加，以便降低空白值。
3)消化时应尽可能将高氯酸白烟驱尽，否则加入碘化钾时会产生大量高氯酸钾的沉淀，但少量沉淀并不影响测定。
4)原子吸收分光光度法的检出限与仪器性能有关。
5)Pb、Cd、Cu、Zn、Cr、Ni和Co等的消解，采用HF-HClO4-HNO3全消解方法，可在同一消化液中测定上述元素，用此法测定的土壤标样GSS 1-8的测定结果可达“可用值±1S”，范围内。此法对于大量样品的分析更为合适，可节省时间。在农田土壤质量普查中，有利于基层分析人员的掌握。
6)土壤中镉测定的国家标准方法(石墨炉原子吸收分光光度法)可参阅(GB/T 17141-1997)。
摘自中国标准物质网

2. 总有机碳的测定

总碳(totalcarbon，TC)，水中存在的有机碳、无机碳和元素碳的碳总含量。

总无机碳(total inorganic carbon，TC)，水中存在的元素碳、总二氯化碳、一氧化碳、碳化物、氰酸盐、氰化物和硫氰酸盐的碳含量。

总有机碳(total organic carbon，TOC)，水中存在的溶解性和悬浮性有机碳的碳含量。

溶解性有机碳(dissoluble organic carbon，DOC)，水中存在的可以通过0.45μm孔径滤膜的有机物的碳含量。

除了有机碳，水样可能含二氧化碳(CO₂)和CO^2-₃。测定前，用不含二氧化碳(CO₂)及有机物的气体吹脱酸化的水样，以去除无机碳。或者测定总碳(TC)和总二氧化碳(CO₂)，再以总碳减去总二氧化碳(CO₂)，算出有机碳含量。此法最适合于总二氧化碳(CO₂)小于总有机碳的水样。

易挥发的有机物，如苯、甲苯、环己烷和三氯甲烷可能在吹脱二氧化碳(CO₂)过程中逸出。因此，应分别测定这些化合物的总有机碳，或采用差值法计算。

当元素碳微粒(煤烟)、碳化物、氰化物、氰酸盐和硫氰盐存在时，可与有机碳同时测定。

方法提要

向水样中加入适当的氧化剂，或紫外催化(TiO₂)等，使水中有机碳转为二氧化碳。无机碳经酸化和吹脱被除去，或单独测定。生成的二氧化碳(CO₂)可直接测定，或还原为CH₄再测定。二氧化碳(CO₂)的测定方法包括:非色散红外光谱法、滴定法(在非水溶液中)、热导池检测器(TCD)、电导滴定法、电量滴定法、二氧化碳(CO₂)敏感电极法和把二氧化碳(CO₂)还原为CH₄后火焰离子化检测器法。

仪器和装置

有机碳测定仪。

试剂和材料

纯水实验用水的要求应符合表82.1。

表82.1 总有机碳测定稀释水的要求

磷酸(0.5mol/L)。

邻苯二甲酸氢钾标准储备溶液ρ(有机碳，C)=1000mg/L称取在不超过120℃干燥2h的邻苯二甲酸氢钾2.1254g溶于适量纯水中，移入1000mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。此溶液贮存于冰箱内，可稳定2个月。

邻苯二甲酸氢钾标准溶液ρ(有机碳，C)=100mg/L吸取100mL邻苯二甲酸氢钾标准储备溶液于1000mL容量瓶内，加纯水至刻度，摇匀，此溶液在冰箱内存放，可稳定约1周。

碳酸钠、重碳酸钠标准溶液ρ(无机碳，C)=1000mg/L称取285℃干燥1h的碳酸钠(Na₂CO₃)4.4122g溶于少量纯水，倒入1000mL容量瓶中，加纯水至500mL左右，加入经硅胶干燥的分析纯NaHCO₃3.4970g振荡溶解后，加纯水至刻度，摇匀。此溶液在室温下稳定。

载气氮气或氧气(>99.99%)。

校准曲线

吸取1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、25.00mL邻苯二甲酸氢钾标准储备溶液分别移入100mL容量瓶内，加水至刻度，摇匀。在有机碳测定仪上测定各标准溶液和空白样。以总有机碳的质量浓度(mg/L)对仪器的响应值绘制校准曲线。

分析步骤

水样经振荡均匀后再进行测定，如振荡后仍不能得到均匀的样品，应使之均化。

分析前应去除水样中存在的二氧化碳(CO₂)。把试样的总有机碳含量调节至仪器的工作范围内，直接进行测定。水样中易挥发性在机物的逸失应降至最低程度，应经常控制系统避免泄漏。测定的响应值在校准曲线上查得水样中总有机碳的质量浓度(mg/L)。

用复测标准溶液对分析过程进行检验，提供校正值。容许的偏差为:1～10mg/L有机碳，±10%;大于100mg/L有机碳，±5%。

若出现超差，应检查其来源:

1)仪器装置中的故障(例如，氧化系统或检测系统发生故障、泄漏差)。

2)试剂浓度改变。

3)系统被污染、温度和气体调节方面的错误。

为了证实测定系统的氧化效率，应尽可能采用氧化性能类似，能代替邻苯二甲酸氢钾的试剂进行验证。整个测量系统应每周校核一次。

3. 如何测定饲料中的有机物质

测定饲料中的有机物质的方法

将饲料样品置于550-600℃高温炉中将所有有机物质全部氧化后剩余的残渣，称为粗灰分，通过原重量减去粗灰分，即可得出有机物含量。

有机物质

一般指有机化合物 。

狭义上的有机化合物主要是由碳元素、氢元素组成，是一定含碳的化合物，但是不包括碳的氧化物（一氧化碳、二氧化碳）、碳酸，碳酸盐、氰化物、硫氰化物、氰酸盐、金属碳化物、部分简单含碳化合物（如SiC）等物质。但广义有机化合物可以不含碳元素。有机物是生命产生的物质基础，所有的生命体都含有机化合物。脂肪、氨基酸、蛋白质、糖、血红素、叶绿素、酶、激素等。生物体内的新陈代谢和生物的遗传现象，都涉及到有机化合物的转变。此外，许多与人类生活有密切相关的物质，如石油、天然气、棉花、染料、化纤、塑料、有机玻璃、天然和合成药物等，均与有机化合物有着密切联系。