Enhancing the total organic carbon measurement efficiency for water samples containing suspended solids using alkaline and ultrasonic pretreatment methods

In this study,we investigated the effect of sample pretreatments(ultrasonication and alkaline extraction)on total organic carbon(TOC)measurements for water samples containing suspended solids(SS)of four different origins(algae,soil,sewage sludge,and leaf litter)to more clearly assess the impact of particulate organic carbon(POC)in water.The effects each of ultrasonication(power,pulse,etc.)and alkaline extraction condition(concentration,time,etc.)on the TOC recovery and precision were investigated,and the results were compared with those of a new sample pre treatment method combining both methods.Alkaline treatment(0.01 mol/L NaOH)showed higher precision than ultrasonication(100/5 on/off pulse),and notably,the differences among the measured TOC values in samples of different origins were also further reduced in the alkaline treatment.This suggests that the ultrasonic pretreatment results can be mainly attributed to the increase in POC recovery through particle size reduction,whereas the alkaline treatment results are achieved through the enhancement of POC solubilization.It is also particularly noteworthy that a higher TOC recovery of 87.6%±7.4%with a higher precision of 8.4%could be obtained using the combined method,compared to each treatment(ultrasonic:TOC recovery 34.7%,relative standard deviation 63.1%;alkaline:49.6%and 23.0%,respectively).Thus,simultaneous pretreatment with ultrasonication and alkaline extraction is expected to increase the oxidation rate of organic matter and the homogeneity of the samples,minimizing the loss of POC measurement values,and thereby improving the reliability of the TOC measurements of water samples containing SS.

封闭体系下烃源岩热模拟实验固体渣样总有机碳含量异常成因及意义

自然演化条件下,烃源岩总有机碳(TOC)含量通常随着成熟度的增加而持续降低;但在封闭体系热模拟实验的晚期阶段,固体渣样的TOC呈现“不减反增”的异常现象。基于银根—额济纳旗盆地中生界湖相烃源岩样品的热模拟实验等相关测试资料,分析TOC异常变化成因,探讨了其地球化学意义。研究认为,造成这种异常现象的原因与原油二次裂解有关。由于热模拟为封闭体系,早期生成的原油因无法排出而滞留在反应釜内,随着热模拟温度的增加,原油开始大规模裂解,原油转化成气态烃的同时产生焦沥青,“不可溶”的焦沥青附着在固体渣样上导致TOC增大。该研究还建立了一种确定不同类型烃源岩所生油裂解气主生气门限的方法,即基于封闭热模拟实验固体渣样的TOC变化曲线来确定油裂解气主生气门限,因为焦沥青的大量生成会导致固体渣样TOC的增加,也是原油开始大规模裂解生气的重要标志。这种方法解决了现有方法的不足,如在厘定主生气门限时存在不可避免的人为误差、无法对混源油开展更为深入研究等。

TOC分析仪在化学有机污染物中的监测与应用

将等分的环境水样分别注射到总有机碳分析仪中的TC和IC反应管内,在高温炉900℃和低温炉150℃的工作条件下使其充分氧化为CO_2和H_2O后,将生成的CO_2分别导入非分散红外检测器中,测定出总碳TC和无机碳IC的浓度。依据TC和IC的计量值,获得TOD的测定量。该法与COD_(Cr)的测定环境水样结果比较,TOC准确度实验结果为0．87%～0．94%的相对误差,完全满足国标样品标准,精密度实验中TOC的标准偏差小于0．25,而COD标准偏差为0．53～0．55,准确度与精密度都令人满意。能适合于环境水样中有机污染物的快速监测。

页岩油气勘探中热解分析与总有机碳预测

岩石热解可快速提供总有机碳含量(TOC)等表征有机质丰度的指标,是页岩气评价的重要技术手段之一,但页岩岩石热解测定中发现有TOC数据存疑的问题。本次通过不同岩性样品,研究称样量对热解测定TOC的影响,并确定合理的称样量范围。结果表明:对于TOC含量较高的样品(w(TOC_(QC34))=16.82%),称样量需小于92.1 mg,否则热解测定TOC会低于真实值;对于TOC含量较低的样品(w(TOC_(QC03))=0.33%;w(TOC_(QC05))=0.54%),若称样量低于54.2 mg,将无法获得稳定的TOC数据;对于中等有机质丰度的样品(w(TOC_(QC30))=1.42%;w(TOC_(IFP160000))=3.28%),在14.4~94.7 mg的称样范围内,均能获得满意的测试结果。

龙感湖水体光学特性的观测

基于2002—2003年秋、夏季原位水下光场巡测及连续定点观测资料分析了龙感湖不同湖区及不同风浪条件下水体的光学特性,探讨了光衰减系数、辐照度比的光谱分布、空间差异及不同风浪条件对水下光场的影响.结果表明,水下光谱在紫光波段衰减最强烈,其次是蓝光,红、绿光衰减最弱,并且向下辐照度衰减系数一般要大于向上辐照度衰减系数.秋季L1-L3点向下辐照度400—700nm波段衰减系数的变化范围分别为0.71—3.60、1.06—3.72、0.78—2.89m-1;光衰减系数的空间分布是位于湖中心的12点要略大于两边的L1、L3点;辐照度比的变化趋势极为一致,最低值出现在短波蓝光波段,最高值出现在550—600nm之间;从小风浪到中风浪、大风浪其PAR衰减系数分别是1.74、2.02、2.45m-1;透明度、衰减系数与悬浮物浓度相关性最好,决定系数在0.7以上,但其变化除受悬浮物影响外还要受制于溶解性有机物和浮游植物;440nm波长衰减系数(Kd(440))与悬浮物(SS)、溶解性有机碳(DOC)、叶绿素a(Chl.a)的多元线性回归方程为:Kd(440)=0.514—0.075SS+0.125DOC+0.100Chl.a(R2=0.87,N=8,P≤0.05)

应用多元线性回归法测定黄河口不同粒径悬浮物中的有机碳含量

悬浮颗粒物(TSS)粒径与颗粒有机碳(POC)含量的关系研究,是河口淡、咸水混合过程中有机碳形态变化及其输送过程和输运通量研究的基础。在沉降法分级的基础上,结合激光粒度仪粒度测定,用多元线性回归分析法处理所得数据,校正了由于沉降分级的粒径交错现象而导致POC测定中小粒径TSS的POC含量偏低、大粒径TSS的POC含量偏高的问题,获得了样品中不同粒径TSS的POC含量。实验发现,黄河口水体中POC含量随TSS粒径的增加显著递减,80%以上的颗粒有机碳集中在<16μm的TSS中,而粒径<32μm的悬浮物承载了95%以上的颗粒有机碳的入海量。

轮耕模式对黄淮海冬小麦—夏玉米两熟区农田土壤改良效应

目的针对黄淮海地区长期采用单一土壤旋耕作业存在的弊端,研究由秸秆覆盖深松、秸秆还田旋耕和秸秆还田深耕组成的不同轮耕模式对黄淮海两熟区农田的土壤改良效应。【方法】连续6年定位实施5种轮耕模式:连年旋耕(CRT,CK)、连年深松(CST)、连年深耕(CDT)、深耕/旋耕(DT/RT)和深耕/旋耕/旋耕(DT/RT/RT),研究各轮耕模式对冬小麦-夏玉米农田土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量、土壤酶活性、土壤呼吸速率和作物经济效益的影响。【结果】轮耕模式、耕层深度、年份对土壤三相比R值、土壤有机碳储量、全氮储量和酶活性存在显著或极显著影响。与连年旋耕相比,连年深松模式有利于表层土壤有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性的积累,而连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式有利于增加10—40 cm土层的有机碳储量、氮储量、土壤脲酶和蔗糖酶活性,促进土壤营养均匀分布。随着轮耕年限的增加,0—40 cm土层的R值呈整体降低趋势,而土壤有机碳储量、全氮储量呈整体增加趋势,其中深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕轮耕模式表现更为明显。与试验开展前相比,秸秆全量还田下的连年旋耕、连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式在0—40 cm土层的R值分别降低20.8%、33.1%、29.5%、29.7%和30.7%,有机碳储量分别增加6.4%、14.5%、16.0%、20.6%和23.8%,全氮储量分别增加3.1%、11.1%、11.6%、13.3%和15.7%。轮耕模式对土壤呼吸速率存在极显著影响,与连年旋耕相比,连年深松、连年深耕、深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率分别提高20.7%、19.3%、13.7%和9.2%,夏玉米季分别提高19.1%、18.1%、15.2%和10.4%。但与连年深耕相比,深耕/旋耕和深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率分别显著降低5.9%和9.6%,夏玉米季分别降低3.3%和7.3%。其中,深耕/旋耕/旋耕模式冬小麦季的土壤呼吸速率比深耕/旋耕降低4.1%,夏玉米季降低4.3%。轮耕模式、年份及其交互对作物产量和经济效益存在极显著影响。对5种轮耕模式6年的作物周年产量和经济效益综合分析,以深耕/旋耕模式最高,但与深耕/旋耕/旋耕模式的作物产量和经济效益差异均不显著。深耕/旋耕/旋耕、深耕/旋耕、连年深耕和连年深松的周年产量比连年旋耕分别增加18.9%、21.4%、12.9%和15.7%,其经济效益比连年旋耕分别增加31.9%、36.2%、20.3%和25.4%。【结论】深耕/旋耕/旋耕轮耕模式能够改善耕层结构,增加土壤耕层碳氮储量和根区酶活性,且显著降低农田碳排放量,增产增收效果明显,为黄淮海地区冬小麦-夏玉米两熟制农田适宜的轮耕模式,其次是深耕/旋耕轮耕模式。

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。

黄河利津水文站不同粒径悬浮颗粒物中有机碳含量的研究

估算不同粒径TSS中POC的入海日通量。对黄河利津水文站悬浮颗粒物（total suspended solid,TSS）样品。采用基于stokes原理的沉降法分为V级。对分级后的样品测其有机碳（particulate organic carbon，POC）含量和粒度组成。在此基础上。用多元线性回归法对数据进一步处理，准确得到样品中不同粒径TSS中POC的含量。研究表明，黄河口淡水端水体TSS。〈8μm的粘土和极细粉砂、8～16vm的细粉砂中，POC的含量为0．600％和0．400％左右；16～32μm的中粉砂中，POC的含量不足0．200％；而32～63μm的粗粉砂和〉63μm砂中POC含量仅为0．050％和0．004％左右，80％以上的POC主要集中在〈16μm的TSS中。而〈32μm的TSS承载了95％以上的POC。

巢湖秋冬季水体生物光学特性对比研究

基于2002—2003年秋、冬2季原位水下光场观测资料,分析了巢湖不同湖区水体的生物光学特性,探讨了水下辐照度光谱分布,光衰减系数的光谱分布、季节变化及湖区分布,影响光衰减系数的主要因子。结果表明,水表面光谱最强出现在550～560nm绿光波段,水下光谱在紫光波段衰减最强烈,其次是蓝、绿光,红光衰减最弱,随着深度增加,绿、红光在整个光谱成分中比例越来越高;秋季360～750nm波段衰减系数在1.29～11.66m-1间变化,冬季在1.56～18.01m-1间变化;光衰减系数的空间分布是位于巢湖东部的C4点要好于中西部的C1—C3;光学衰减系数随着波长的增加大致呈下降趋势,但到近红外又有所增加;衰减系数跟悬浮物的相关性最好,平均相关系数平方为0.55,其次是溶解性有机碳,为0.32,跟叶绿素a的相关性最弱,仅为0.27,衰减系数与悬浮物、溶解性有机碳、叶绿素a的多元线性回归在短波部分要好于长波部分。

混合微生物菌群发酵菌肥工艺条件研究

随着人们生活水平的日益提高。生活中产生的固体废弃物越来越多,其中的有机物含量也越来越高。固体废弃物不仅影响环境卫生,而且广泛传播疾病。菌肥是利用废弃物中的有机物经生物化学转换,进行好氧或厌氧作用,在条件控制下,将废弃物中有机质分解、腐熟,使有机物转换成似腐殖质土。为解决生活固体废弃物以及污泥对环境的污染问题,开展废物利用,为绿色农业提供新型、环保、高效的微生物菌肥,利用生活垃圾以及污泥混合物为原料,接入有机物料腐熟固体混合菌剂和有益菌群混合菌悬液,生产微生物菌肥。以温度及有机碳含量（TOC）为测定指标,在菌肥发酵过程优化上,对混合菌剂接种量、含水率、C/N比、通风量等4方面进行了研究,确定了最佳工艺参数：菌剂接种总量1%,含水率55%,C/N 30：1,通风量0.2～0.4 m^3/min。优化工艺得到的菌肥产品经质量鉴定,优于国家标准。

泥样的总有机碳测定中无机碳的确定

利用非分散红外吸收分析仪器来测定泥样品中的总有机碳,对其中泥样中的无机碳的确定进行探讨。

岷江上游高山森林溪流非木质残体现存量与碳储量及其分配特征

森林溪流非木质残体的特征直接关系到流域源头水质环境以及森林生态系统碳及养分等物质的输出格局。为了解岷江上游水源源头高山森林生态系统溪流非木质残体的储量特征,于2013年8月高山森林溪流水量最大的季节,在研究区域海拔3 600 m典型高山森林范围内,沿主河道两岸调查每条森林溪流的非木质残体储量,共找到18条森林溪流汇入主河道,根据实地采样的可操作性和典型性,选择其中12条溪流详细调查非木质残体储量,每条森林溪流从尽头到源头每隔10 m设置一个长度为1 m,溪流实际宽度的样方(源头作为最后一个样方)。将样方内所有非木质残体全部采集,低温保存,迅速带回实验室,分别按照树皮、树叶和直径小于1 cm树枝分离,65℃烘干至恒重,测定各组分现存量。然后,将样品粉碎过筛,采用重铬酸钾氧化法测定凋落物有机碳含量,以不同组分现存量与其碳含量计算各组分的碳储量。结果表明:(1)该区域森林溪流非木质残体总现存量和总碳储量分别为657.25 kg和262.96 kg,单位面积现存量和碳储量为439.70 g·m-2和175.92g·m-2;(2)各溪流中直径小于1 cm树枝占非木质残体总现存量和总碳储量的69.76%和73.41%,其次为树叶,树皮比例最小且不足10%;(3)尽管溪流长度、面积和流量与非木质残体各组分单位面积现存量和碳储量均无显著相关关系,但显著影响溪流非木质残体总现存量和总碳储量及其在各组分的分配比例;(4)相对于树皮,凋落树叶现存量和碳储量所占比例在流量较小溪流中相对较大。这些结果为深入认识高山森林流域水环境及其在森林生态系统中的重要作用提供新的思路和一定的科学依据。

总有机碳测定仪用于测定气体样品

用总有机碳测定仪测定了气体样品中总碳、无机碳和总有机碳等，取得了较好的结果，并应用到了实际测定中．

北极拉普捷夫海夏、秋季颗粒有机碳的分布与来源

随着全球变暖的加剧,北极陆架边缘海碳的源汇过程对全球碳循环的影响及其气候环境效应日益显著。拉普捷夫海作为北冰洋典型的陆架边缘海,在大河、海冰、海洋初级生产力及海岸侵蚀的影响下,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏等过程独具特色。本文基于2018年中俄第二次北极联合科考获得的悬浮颗粒物样品和水文资料,研究了夏末秋初拉普捷夫海颗粒有机碳的分布特征、来源及其影响因素。结果表明,颗粒有机碳(POC)的浓度位于35.27~1 185.58μg/L之间,平均为172.65μg/L。受河流输入、海岸侵蚀和海洋初级生产力的影响,表层POC浓度分布呈现近岸高、远岸低趋势;底层POC浓度分布主要受控于沉积再悬浮作用,高浓度POC出现在勒拿河三角洲的东部区域。总悬浮颗粒物浓度与POC浓度总体呈显著正相关,显示出其对POC空间分布的直接影响,且两者在底层中的相关性要高于表层,表明不同层位的POC可能存在来源差异。研究区POC的δ^(13)C值处于-31.03‰~-25.79‰之间,表层δ^(13)C值较底层明显偏负,且部分站位的δ^(13)C值甚至低于周边陆源有机碳的端元,这反映了可能除陆源输入的贡献外,近海浮游植物直接利用大量陆源有机质降解产生的溶解无机碳的过程也对该区域POC的供应和来源解析具有重要的影响。

页岩气储层测井评价及进展

页岩基岩孔隙度和渗透率极低,90%以上的页岩气储层需要经过压裂改造才能生产。根据2008年以来与页岩气储层测井评价有关的大量文献,综述了页岩气储层的地质特点,简介了页岩气储层岩心分析技术进展和适用的测井方法。概括给出了适用条件下的测井总有机碳、成熟度指数、岩石力学参数计算方法和裂缝评价方法。探讨了页岩气储层测井评价存在的问题及未来研究可行的发展方向,认为有必要建立信息全面的产气页岩典型样本数据库。

总有机碳固体进样系统测定生物可降解材料中有机碳含量

“限塑令”再度升级,新版“禁塑令”规定从2021年开始部分地区场所禁止使用不可降解塑料购物袋、一次性餐具和塑料吸管等,将使用绿色环保的产品进行替代,可生物降解塑料成为主要替代产品是一种必然发展趋势。生物降解率是评判可生物降解塑料的重要指标,本文使用岛津总有机碳固体进样系统TOC-L CPH+SSM-5000A建立了生物降解塑料中有机碳含量的测定方法,为测定材料生物降解率提供了理论依据。固体直接燃烧催化氧化,前处理过程简单,分析速度快,灵敏度好,准确度高,适合可降解塑料等制品中总有机碳含量的测试。

水质自动监测系统维护及管理工作谈

通过对辽河珠尔山国家水质自动监测站日常维护工作经验的积累,针对铁岭地区水质长年变化的规律,形成一套水质自动监测系统操作和维护办法,为以后开展水质自动监测工作提供依据。

固体进样—土壤中总有机碳的测定

本文阐述了固体直接进样----非色散红外吸收法测定土壤中总有机碳(TOC)的含量。所谓固体进样就是对土壤样品进行直接测定,省略了繁杂的消解过程并降低消解过程中易挥发性物质的损失,优点在于准确度高,精密度好,大大提高了分析效率,是一种值得推广的方法。

固体进样总有机碳分析仪校准方法

建立固体进样总有机碳分析仪的校准方法。根据仪器原理及使用情况,选取线性、示值误差、重复性作为仪器的主要计量特性,并探讨各个计量特性的校准方法。用该方法对某型号的仪器进行校准,得线性相关系数为0.998,示值误差为0.86%,重复性为0.39%,并对示值误差测量结果不确定度进行了评定,扩展不确定度为0.94%(k=2)。该校准方法可用于评价固体进样总有机碳分析仪的性能,实现该类仪器的量值溯源。