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土壤有机碳含量的测定是土壤分析中核心、基础的项目之一,它直接关系到土壤肥力、碳储量和环境质量。目前,经典和广泛应用的方法是重铬酸钾氧化-外加热法,也称为 Walkley-Black 法 的改良版。
推荐测定方法
(1)游离铁、铝氧化物:DCB 法(Mehra & Jackson, 1960)
原理:
在碱性条件下(NaHCO₃ 缓冲 pH ≈ 7.3),连二亚硫酸钠(Na₂S₂O₄)将 Fe³⁺ 还原为 Fe²⁺,柠檬酸络合 Fe²⁺/Al³⁺,使其从氧化物晶格中溶解出来。
试剂配制:
柠檬酸钠溶液:84 g Na₃C₆H₅O₇·2H₂O + 28 g NaHCO₃ 溶于 1 L 水;
连二亚硫酸钠溶液:40 g Na₂S₂O₄ 新鲜配制(现用现配,易氧化)。
操作步骤:
称取 1.00 g 过 100 目筛的风干土 于 100 mL 聚乙烯离心管;
加入 40 mL 柠檬酸钠-碳酸氢钠缓冲液;
在 75–80℃ 水浴中预热 10 min;
加入 10 mL 新鲜配制的 10% Na₂S₂O₄ 溶液;
继续在 75–80℃ 水浴中振荡 1 小时(避光,防止 S₂O₄²⁻ 分解);
冷却后,3000 rpm 离心 10 min,取上清液;
用 原子吸收光谱(AAS) 或 ICP-OES 测定上清液中 Fe 和 Al 含量。
结果表示:
游离铁(Fed):mg/kg 或 g/kg 土壤
游离铝(Ald):同上
可进一步计算 Fed / Fet(总铁)比值,判断风化程度(>5% 为强风化)。
(2)总铁、总铝、总钙:HF-HNO₃ 微波消解 + ICP-OES/AAS
用于测定全量(Total Fe, Al, Ca),与游离态对比,评估矿物结合比例。
消解体系:HF + HNO₃(+ HClO₄ 赶氟);
仪器:ICP-OES(推荐)或 AAS;
标准:参照 GB/T 17141-1997 或 EPA 3050B/3051/3052。
(3)碳酸钙(CaCO₃)含量:气量法或酸滴定法
因钙在石灰性土壤中主要以 CaCO₃ 存在,建议单独测定:
气量法(简易快速):
土壤 + 过量 HCl → CO₂ 气体;
用量气管测 CO₂ 体积 → 计算 CaCO₃ 含量。
中和滴定法(更准):
土壤 + 已知过量 HCl,加热驱除 CO₂;
用 NaOH 回滴剩余酸;
计算消耗 HCl 量 → 换算为 CaCO₃。
来源:网络
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