PDF《固体进样——总有机碳分析仪法直接测定海水中的颗粒有机碳》

Marine Sciences / Vol.

41, No.

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2017 59 固体进样――总有机碳分析仪法直接测定海水中的颗粒有机碳 孙萱, 宋金明, 温廷宇, 李琛(中国科学院 海洋研究所, 山东 青岛 266071) 摘要: 海水中的颗粒有机碳(POC)是联系海洋生命与非生命过程最重要的参数之一, 其在全球碳循环 的作用异常重要, 准确获取海水中颗粒有机碳的含量是揭示其重要作用的前提.目前, 元素分析仪测 定POC 是其准确测定最常用的方法, 但元素分析仪分析海水中颗粒有机碳过滤的膜样时, 存在包样困 难、滤膜对反应管损坏严重、灰分难以清理等问题, 严重影响仪器的正常使用.本文采用总有机碳分 析仪固体进样装置建立了海水中颗粒有机碳的分析方法, 优化了样品前处理过程, 对玻璃纤维膜进行 了空白校正, 考察了酸化方式和时间对测定结果的影响, 方法检出限为 CL(C)=0.019%.对青岛近海三 个不同采样站位海水样品 POC 的测定结果相对标准偏差(RSD)为0.95%~2.66%(n=12), 结果重复性好, 精密度高, 经国家标准样品水系沉积物 GDS-9 验证, 结果与标准值符合, 表明方法准确可靠, 能满足 海水中的颗粒有机碳(POC)的准确测定要求.所建立的方法完全克服了常规元素分析仪测定 POC 的弊 端, 同时降低了仪器的维护成本. 关键词: 固体进样模块;

总有机碳分析仪;

海水颗粒有机碳(POC) 中图分类号: P734.4 文献标识码: A 文章编号: 1000-3096(2017)07-0059-05 DOI: 10.11759/hykx20161018002 海洋有机碳循环是全球碳循环的重要组成部 分.海洋中的有机碳包括溶解有机碳(DOC)、颗粒有 机碳(POC)和挥发性有机碳(VOC).颗粒有机碳一般 是指直径大于 0.7 μm 的有机碳, 包括海洋中有生命 和无生命的悬浮颗粒和沉积物颗粒[1] .POC 占海洋 有机碳中总量的 10%左右, 是生物食物链中一个重 要的物质基础, 它与生物的生命过程、 初级生产力密 切相关, 是评价海区生产力的一个重要参数. 同时它 还是海水中碳的同化和迁移输出的主要形式.研究表 明, 全球海洋每年 POC 的输出通量为(9.5±1.0)Gt[2, 3] , 海水中的 POC 在整个海洋碳循环及海洋生态系统中 举足轻重, 它不仅在一定程度上控制着海水中溶解 有机碳(DOC)、胶体有机碳(COC)以及溶解无机碳 (DIC)的行为, 而且还是生物摄食-代谢中的主体, 对 海洋生态系统食物链结构影响巨大, 所以研究海洋 中POC 的生物地球化学机制意义重大.海水中颗粒 有机碳含量及其变化是研究海洋地球化学过程、海 洋碳循环、海洋环境、全球变化的重要测定参数或 内容之一, 如何对其进行准确的分析测定一直为许 多海洋生物地球化学研究工作者所关注[4-5] . 颗粒有机碳含量的测定方法所依据的基本原理 为将得到的过滤物质中的颗粒有机物氧化, 使含碳 的有机物氧化为 CO2 进行测量.颗粒有机物氧化为 CO2 有湿法和干法两种, 湿法氧化采用的氧化剂有 高锰酸钾、重铬酸钾、银催化的重铬酸钾或银催化 的过硫酸钾等.干法氧化是将得到的固体样品连同 膜一起高温灼烧, 把各种形态的有机碳都转化为 CO2, 通过测定 CO2 的含量而换算出碳的含量.但在 实际应用中, ? 湿法氧化操作比较复杂、费工费时、污 染环境, 而且还存在氧化不完全等缺点, 这使得实 验结果会产生较大的系统误差. 近年来, POC 的测定 方法相对规范成熟, 基本沿袭了 Sharp[6] 改进的以元 素分析仪测定的方法[7] , 仅在其前处理中还存在一 定争议, 其POC 测定有两种办法, 1)采用直接海水样 品进样, 通过测定 TOC 与DOC 的差值获得 POC, 即 间接法测定 POC;