过硫酸钾氧化法测定水中总有机碳

根据《海洋监测规范》规定的总有机碳分析方法 ,利用HW 5 61 0非色散红外CO2 气体分析仪 ,设计制造成功总有机碳分析装置 ,对《海洋监测规范》的方法进行了根本的改进 ,方法成熟可靠。用该仪器和方法测定TOC ,检出限低于 0 .0 1mg/L ,重现性优于 1 % ,达到了与进口TOC分析仪相近的分析精度及再现性 ,而该TOC分析仪的制造成本仅相当于进口仪器价格的 1 / 1 0～ 1 / 5 ,值得海洋、河流、湖泊等有关监测和研究部门借鉴。     

燃烧氧化-非分散红外吸收总有机碳分析仪测定海水DOC 的不确定度分析

采用实验测定和误差分析的方法, 对燃烧氧化-非分散红外吸收总有机碳分析仪vario TOC cube测定海水DOC 含量的不确定度进行了分析, 对导致测定结果不确定度的各分量进行了量化估算。结果表明, 其测定结果的不确定度主要来源于四个方面, 即样品重复性测量、标准曲线拟合、标准溶液配制(包括称量、定容、移液产生的不确定度, 标准物质纯度和相对原子质量产生的不确定度)及测量仪器本身, 相对标准不确定度分量分别为0.016、0.018、0.0086、0.0079。标准曲线拟合与样品重复性测量是影响海水DOC 测定不确定度的主要因素, 但标准溶液配制和测量仪器所引起的不确定度亦不可忽略。对实际海水DOC 浓度为1.20 mg/L 的样品分析,合成以上四种不确定度分量得到DOC 测定结果的标准不确定度为0.21 mg/L。按照正态分布,取扩展因子k=2, 则扩展不确定度为0.07 mg/L, 此海水样品中DOC 含量的测定结果应为(1.20±0.07) mg/L(k= 2)。     

燃烧氧化-非色散红外吸收法测定海水中溶解有机碳

采用燃烧氧化-非色散红外吸收法测定了海水中的溶解有机碳.结果表明,标准曲线的线性较好,精密度较高,方法检出限为0.024 mg/L;所测海水样DOC质量浓度的最高值为3.95 mg·L-1,最小值为1.47 mg·L-1;采样点距离海岸越远,DOC质量浓度越低.海水样品置于4 ℃下冷藏保存,滴加饱和HgCl2溶液的水样,其保存效果要好于不加饱和HgCl2溶液的水样,且在55 d内,其DOC质量浓度基本上没有发生变化.     

高温燃烧法测定海水中的溶解有机碳

１９９７年５月在莱州湾,１９９７年７月在东海,１９９７年１１月在胶州湾采集了海水样品,高温燃烧法测定了这些水样中的溶解有机碳浓度,了系统空白和标准曲线的选择对高温燃烧法测定结果的影响,并与紫外／硫酸钾法的测定进行了比较。     

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

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。     

海水中胶体有机碳的测定──高温燃烧法和紫外/过硫酸钾法的比较

利用切向超滤(cross-flow ultrafiltration)技术对海水中胶体有机碳(COC)和真溶解有机碳(UOC)进行了分离,并分别用高温燃烧法和紫外/过硫酸钾法对胶体有机碳和真溶解有机碳进行了测定。测定结果表明,切向超滤能定量分离海水中的胶体有机碳,高温燃烧法和紫外/过硫酸钾法对胶体有机碳和真溶解有机碳的测定结果没有明显的系统误差,表明这两种方法的氧化效率基本相同,胶体粒子的存在,对紫外/过硫酸钾法的氧化效率没有显着影响。     

大亚湾海水中总有机碳的时空分布及其影响因素

于2006—2007年夏季、冬季、春季和秋季对大亚湾总有机碳(TOC)进行采样调查,分析了TOC的季节变化特征和空间分布特征,并讨论了TOC与盐度、叶绿素a及石油类等环境因子之间的关系。2006—2007年TOC的浓度范围在1.30~6.30 mg/dm3,平均值为2.78 mg/dm3,TOC的浓度从大到小的趋势是春季、夏季、秋季、冬季。TOC垂直分布趋势不明显,春季和秋季垂直分布比较均匀,且中层TOC浓度比较高;而夏季、冬季垂直分布不够均匀。春季TOC平面分布比较均匀,在大辣甲的西北部有高值,而夏季、秋季、冬季的TOC在大辣甲的西北部都呈现低值;夏季的TOC分布呈现西高东低,自小湾内向小湾外递减的特征;秋季的TOC分布呈现出东西高,中部低,近岸大于离岸的特征;冬季的TOC分布呈现西高东低,西部海域分布线比较密集的特征。研究表明,大亚湾TOC与叶绿素a、石油类显著正相关,与盐度负相关,但不显著。大亚湾TOC浓度、时空分布与季节性径流、季风、水动力、生物地球化学、生物等环境因子密切相关,特别是受到季节性河流径流输入、浮游植物、石油类的影响较大。     

青海湖沉积物有机碳含量与同位素和粒度特征及其古气候意义

对青海湖沉积物中粒度参数、总有机碳（TOC）含量及其δ^13C值的形成条件与环境气候的关系进行了研究。结果表明：在暖湿时期，沉积物中有机碳含量（TOC）较高，有机质的δ^13C值较高，沉积物的平均粒径较细；反之，在冷干时期，沉积物中有机碳含量（TOC）较低，有机质的δ^13C值较低，沉积物的平均粒径较粗。反映出沉积物中TOC含量、有机质δ^13C值及粒度特征与气温具有良好的相关性。结合^14C测年，分析了湖区古气候演化序列，表明自8500aBP以来湖区气候经历了4个演化阶段：即暖湿－凉干－温湿－冷干的变化过程。     

基于总有机碳法的超滤膜截留性能测定研究

随着超滤技术在海水淡化预处理的应用推广,其性能检测和质量控制已引起广泛关注。截留性能是判断超滤膜质量优劣的主要指标,科学、准确测量截留性能对超滤膜研发、生产及应用具有重要意义。本文以葡聚糖为超滤膜截留性能测试基准物,研究了总有机碳法测定水溶液中的葡聚糖浓度,并计算超滤膜对葡聚糖的截留率。结果表明,水溶液中的葡聚糖浓度与总有机碳测试峰面积呈良好线性关系,相关系数R达到0.999以上,回收率为89.1%～108%,相对标准偏差为0.3%～2.7%,超滤膜截留率测试结果与现行标准中规定的浊度法一致。方法具有操作简便、重现性好、灵敏度高、稳定可靠等优点,适用于超滤膜截留性能测试。     

对虾养殖生态系中有机碳的初步研究本研究由

对于围隔养殖对虾生态系中有机碳的变动进行了研究 ,结果表明 :溶解有机碳 (DOC)含量波动在 5 .2 99～ 13.39mg/ L之间 ,平均为 8.5 3mg/ L± 2 .2 5 mg/ L;颗粒有机碳 (POC)含量波动在0 .6 5～ 6 .6 3mg/ L之间 ,平均为 3.2 5 mg/ L± 1.76 mg/ L;总有机碳 (TOC)含量波动在 6 .92～ 2 0 .0 2mg/ L之间 ,平均为 11.78mg/ L± 3.82 mg/ L ;其中 DOC∶ POC∶ TOC为 0 .72∶ 0 .2 8∶ 1。各种有机碳组分的含量明显高于自然海水中各种有机碳的含量 ;各种有机碳组分的含量在养殖期间总体上呈上升的趋势 ;其变化与 DCOD的变化呈显著线性正相关的关系。     

酸洗法测定海洋沉积物有机碳和无机碳含量的致命缺陷

Organic and inorganic carbon contents of marine sediments are important to reconstruct marine productivity,global carbon cycle, and climate change. A proper method to separate and determine organic and inorganic carbons is thus of great necessity. Although the best method is still disputable, the acid leaching method is widely used in many laboratories because of its ease-of-use and high accuracy. The results of the elemental analysis of sediment trap samples reveal that organic and inorganic carbon contents cannot be obtained using the acid leaching method, causing an infinitely amplified error when the carbon content of the decarbonated sample is 12%±1% according to a mathematical derivation. Acid fumigation and gasometric methods are used for comparison, which indicates that other methods can avoid this problem in organic carbon analysis. For the first time, this study uncovers the pitfalls of the acid leaching method, which limits the implication in practical laboratory measurement, and recommends alternative solutions of organic/inorganic carbon determination in marine sediments.     

海水中总溶解氮测定的高温燃烧法和湿化学氧化法的比较

对测量海水中总溶解氮(TDN)的两种常用方法——高温燃烧法和过硫酸钾氧化法进行了比较。结果表明,两种方法在空白、精密度和准确度实验中不存在显著差异。对不同化合物的回收率均在92%～107%之间,加标回收实验回归曲线的斜率分别为0.93和0.92。对于现场海水样品的测定结果,两个断面拟合的斜率分别为0.92和0.97。HTC法比PO法对实际海水样品的氧化效率略高,在操作上也更方便、快捷。因此,高温燃烧法更适合海水中总溶解氮(TDN)的测定。     

化学发光动力学法分析海水总有机碳研究与实现

提出了一种基于化学发光动力学方法的海水总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)分析手段,利用臭氧与海水中有机污染物进行氧化反应进行化学发光,结合微光光电转换检测技术和对发光动力学曲线进行时间序列积分方法,实现了对海水TOC的快速、实时的现场测量。针对这个方法,进一步讨论了化学传感器、光电检测及动力学算法的设计。实验证明,该设计方法运行可靠、操作简单,为研究海洋环境提供了新的方法和思路。     

TOC-IRMS联用在线高温氧化测定溶解有机碳稳定同位素组成的方法研究

本研究利用总有机碳分析仪联用稳定同位素质谱仪(TOC-IRMS)技术,探讨了高温氧化法测试水体中溶解有机碳(Dissolved Organic Carbon, DOC)含量及稳定碳同位素组成。根据溶解有机碳的组成特征,从氧化难易程度、分子结构等方面选取5种可溶于水的化合物：咖啡因、葡萄糖、邻苯二甲酸、乙酸钾和腐殖酸钠,配置成DOC溶液。通过改变溶液碳含量、氧化温度、通氧量大小,载气流速等参数,研究不同实验条件对DOC碳转化率及δ¹³C值的影响。TOC-IRMS在氧化温度850℃,通氧时长20 s(流速10 cm³/min),载气流速80 cm³/min的条件下,测得5种化合物不同浓度DOC溶液的平均碳转化率为95.69%～103.57%;δ¹³C值与标定参考值基本一致,差值范围为-0.82‰～0.55‰。在上述实验条件下,测得不同类型水样的DOC含量相对标准偏差小于3.7%,δ¹³C值的标准偏差小于0.2‰,结果表明TOC-IRMS联用在线高温氧化法测定不同类型水样的DOC含量...     

海水总有机碳(TOC)分析技术研究

超声化学是声学与化学相互交叉而发展起来的一门新兴学科,它作为一种新颖的声化学技术正在日益受到人们的重视.超声化学主要是利用超声空化效应而进行的.时超声空化效应氧化降解有机物以及反应过程中的多泡声致发光机理进行了研究,就应用多泡声致发光技术来表征海水总有机碳(TOC)的可行性进行了分析,同时指出了应用超声空化效应-多泡声致发光技术测量海水总有机碳(TOC)的巨大潜力以及发展前景.     

海洋溶解有机碳——从采样到分析

详细探讨了溶解有机碳(DOC)样品的采集与分析过程中的条件,以期发展DOC从采样到分析较为标准化(Robust)的方法步骤.影响DOC分析结果的关键有:采样过程中的样品瓶、垫片、滤膜、滤芯的选择及预处理,重力过滤,洁净台操作以及样品分析过程中仪器空白的确定.2001年5月和2002年11月两个航次在南海北部陆架上同一站位得到的DOC数据结果显示,夏季表层DOC浓度比冬季高10μmol/L,随深度增加DOC快速下降,50 m以下DOC下降较为缓慢,冬、夏两季DOC分布特征基本相同.同一水样用不同方法(GF/F过滤采样方法与走航式滤芯过滤采样方法)所得到的DOC浓度的几次比对结果如下:盐度1.14,走航采样方法为(493±14)μmol/L(n=3),GF/F方法为(478±7)μmol/L(n=3);盐度20,走航采样方法为(112±2)μmol/L(n=3),GF/F方法为(123±2.6)μmol/L(n=3);盐度33.9,走航采样方法为(102±0.7)μmol/L(n=3),GF/F方法为(93±1.5)μmol/L(n=3).结果表明,不论是在高盐度还是低盐度区域,两种方法结果基本相符,走航式采样过滤、方法可以应用于河口DOC的研究.     

赤道东北太平洋沉积物间隙水中溶解有机碳的分布特征

沉积物间隙水中的溶解有机碳(DOC)是沉积物有机质矿化过程中的中间产物[1],沉积物中的有机质通过微生物水解和(厌氧)发酵等方式溶解成各类具有不同分子量的有机化合物,通常总称为溶解有机碳,并释放到沉积物间隙水中.而溶解有机碳又进一步被细菌等微生物所利用,最终被氧化为溶解无机碳,完成有机质的矿化过程.因此,沉积物间隙水中DOC的浓度是消耗和生成之间平衡的结果[1].已有的研究表明,沉积物间隙水中DOC的含量显著高于底层水体中DOC的含量,导致其向底层水体的扩散;近期的研究也表明,来自海底沉积物的DOC通量是底层水体中DOC的重要来源,是海洋有机碳储库中的重要组成之一[2~4].     

流沙湾海水中总有机碳的时空分布及其影响因素研究

于2008年2月(冬季)、5月(春季)、8月(夏季)和11月(秋季)对流沙湾进行了4次采样调查,研究分析了流沙湾海水中总有机碳的空间分布和季节变化特征,并探讨了TOC与温度、盐度、pH、叶绿素a和底泥TOC之间的相关关系.结果发现,在2008年度流沙湾海水TOC的浓度为0.992 ～ 5.437 mg/L,平均值为2.414 mg/L,呈现春季＞夏季＞秋季＞冬季的变化趋势,整个流沙湾海域海水TOC的平面分布相对比较均匀,表层稍大于底层.在内外湾分布上,冬、夏季节内湾TOC大于外湾,而春、秋季节外湾大于内湾;在垂直分布上,冬、夏和秋季表层大于底层,而春季底层大于表层;在地域分布上,冬、夏季节从流沙镇一侧海域到西联镇一侧海域逐渐减小,秋季变化趋势相反,春季时,两侧无明显变化.相关关系的分析结果表明,流沙湾海水TOC与温度、pH呈现出正相关关系,与温度的相关关系较为显著,与盐度则呈现不显著的负相关关系;与叶绿素a存在一定的相关关系,在叶绿素a浓度小于2.6μg/L,两者呈现正相关关系,而在叶绿素a浓度大于2.6 μg/L,两者呈现负相关关系;与底泥TOC呈现出了一定的正相关关系.     

夏季台湾海峡及邻近海域总有机碳含量的分布特征和影响因素

依据2006年7～8月对台湾海峡及邻近海域环境调查资料,分析了总有机碳(TOC)含量的空间分布特征,并讨论影响其分布的主要因素.结果表明,2006年夏季台湾海峡及邻近海域的TOC含量范围为0.54～3.68 mg/dm3,平均值为1.20 mg/dm3.TOC含量平面分布呈现由近岸向离岸逐渐降低、由北向南先降后升的趋势.在垂直方向上,随深度的增加TOC含量均值由1.35 mg/dm3降至1.07 mg/dm3,至底层时略有升高,为1.10 mg/dm3.TOC含量高值区主要出现在盐度32以内的区域,这表明径流输入是导致近岸TOC含量较高的主要因素,一方面通过直接输入,另一方面通过浮游植物繁殖间接增加,从而形成近岸TOC含量高值区.叶绿素a含量与TOC含量呈较弱的正相关,表明浮游植物活动对TOC的增加有一定贡献,海流运动以及浮游动物对叶绿素a的摄取可能是导致叶绿素a与TOC含量呈较弱正相关的主要因素.而在东山-南澳附近局部海域,上升流是影响TOC含量分布的主要因素.     

基于水淘选分级的长江口最大浑浊带附近颗粒有机碳的来源、分布和保存

从分粒级的角度研究大河河口颗粒有机碳的输送特征是深刻理解河口淡咸水混合过程中有机碳的生物地球化学过程的关键。于2011年6月采集了长江口最大浑浊带附近盐度梯度下的表层悬浮颗粒物,采用水淘选方法对其按照水动力直径大小进行了分级分离,分析了这些颗粒物的有机碳含量、稳定碳同位素组成及颗粒物比表面积等参数,讨论了不同粒级颗粒物上有机碳的来源、分布和保存随盐度的变化特点及其影响因素。结果表明,随着盐度的增加和粒径的增大,长江口最大浑浊带附近分级颗粒有机碳逐渐降低,颗粒有机碳含量主要集中在小于32μm的粒级。相对于长江干流,长江口颗粒有机碳含量偏低,可能归因于河口最大浑浊带附近特殊的生物地球化学作用,如细颗粒物絮凝——沉降、微生物分解等。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型的计算表明长江口分级颗粒有机碳主要来源于河流和三角洲输入,海洋来源贡献较小,三者的平均贡献比例分别为40%、35%和25%。在河口盐度梯度的淡水端,不同粒级颗粒物上三角洲来源的有机碳比例均随着盐度升高而增加,而在咸水端,海源有机碳的贡献比例升高,尤其是在16-32μm粒级,最高达39%。32-63μm粒级的颗粒物单位比表面积有机碳含量均大于1.0mg/m~2,小于32μm的颗粒物单位比表面积有机碳含量均在0.4-1.0mg/m~2的范围之内,符合河流颗粒物的一般特点,同时也说明细颗粒物上的有机碳可能已经发生了一定程度的分解,不过相对于长江口表层沉积物,颗粒物单位比表面积有机碳含量普遍较高,表明这些颗粒有机碳在沉降过程中或沉积之后还要经历进一步的再矿化分解,初步的估算表明,长江所输送的陆源有机碳约71%会在沉积过程中损失掉。本研究有助于深入了解大河河口不同粒级颗粒物在有机碳迁移转化过程中的作用,深化对高浊度河口有机碳生物地球化学过程的认识。