实验30 典型喀斯特湿地土壤有机质含量分析

1、实验目的

土壤有机碳是陆地生态系统中最大的碳库，对温室效应和全球气候变化具有重要的控制作用，研究湿地土壤有机碳储量、变化过程及其关键控制因子，科学评价湿地土壤碳汇功能，不仅有助于正确评估湿地土壤有机碳的变化方向和速率，而且有助于正确评估全球碳循环，提高对地下碳循环机制的认识，对准确地预测气候变化以及制订应对气候变化的策略和措施具有重要的意义。

2、主要仪器设备

沙浴消化装置、可调温电炉、s表、自动控温调节器。

3、试剂

（1）0.008mol·L^-1(1/6K₂Cr₂O₇)标准溶液。称取经130℃烘干的重铬酸钾（K₂Cr₂O₇，GB642-77）39.2245g溶于水中，定容于1000mL容量瓶中。

（2）H₂SO₄。浓硫酸（H₂SO₄，GB625-77）。

（3）0.2mol·L^-1Fe SO₄溶液。称取硫酸亚铁（Fe SO₄·7H₂O，GB664-77）56.0g溶于水中，加浓硫酸5mL，稀释至1000mL。

（4）指示剂

① 邻啡罗啉指示剂：称取邻啡罗啉（GB1293-77，1.485g）与Fe SO₄·7H₂O0.695g，溶于100mL水中。

② 2-羧基代二苯胺（O-phenylanthranilicacid，又名邻苯氨基苯甲酸，C₁₃H₁₁O₂N））指示剂：称取0.25g试剂于小研钵中研细，然后倒入 100mL小烧杯中，加入0.18mol·L^-1 NaOH溶液12mL，并用少量水将研钵中残留的试剂冲洗入100mL小烧杯中，将烧杯放在水浴上加热使其溶解，冷却后稀释定容到250mL，放置澄清或过滤，用其清液。

（5）Ag₂SO₄。硫酸银（Ag₂SO₄，HG3-945-76），研成粉末。

（6）SiO₂。二氧化硅（SiO₂，Q/HG22-562-76），粉末状。

5、操作步骤

称取通过0.149 mm（100目）筛孔的风干土样0.1～1g（精确到0.0001g），放入一干燥的硬质试管中，用移液管准确加入0.800 mol·L^-1 (1/6K₂Cr₂O₇)标准溶液5mL （如果土壤中含有氯化物需先加入Ag₂SO₄0.1g），用注射器加入浓H₂SO₄ 5mL充分摇匀，管口盖上弯颈小漏斗，以冷凝蒸出之水汽。

将8～10个试管放入自动控温的铝块管座中（试管内的液温控制在约170℃），放入温度为185～190℃的沙浴中，要求放入后沙浴温度下降至170～180℃左右，以后必须控制电炉，使沙浴始终内维持在170～180℃，待试管内液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5min，取出试管。

冷却后，将试管内容物倾入250mL三角瓶中，用水洗净试管内部及小漏斗，这三角瓶内溶液总体积为60～70mL，保持混合液中（1/2 H₂SO₄）浓度为2～3mol·L^-1，然后加入2-羧基代二苯胺指示剂12～15滴，此时溶液呈棕红色。用标准的0.2mol·L^-1硫酸亚铁滴定，滴定过程中不断摇动内容物，直至溶液的颜色由棕红色经紫色变为暗绿（灰蓝绿色），即为滴定终点。如用邻啡罗啉指示剂，加指示剂2～3滴，溶液的变色过程中由橙黄→蓝绿→砖红色即为终点。记取Fe SO₄滴定毫升数（V）。

每一批（即上述每铁丝笼或铝块中）样品测定的同时，进行2～3个空白试验，即取0.500g粉状二氧化硅代替土样，其他手续与试样测定相同。记取Fe SO₄滴定毫升数（V₀），取其平均值。

6、结果计算

土壤有机碳（g·kg^-1）=

式中：c-0.8000 mol·L^-1 (1/6K₂Cr₂O₇)标准溶液的浓度（mol/L）；

5-重铬酸钾标准溶液加入的体积（mL）；V₀-空白滴定用去FeSO₄体积（mL）； V-样品滴定用去FeSO₄体积（mL）；3.0-1/4碳原子的摩尔质量（g·mol^-1）；10^-3-将mL换算为L；1.1-氧化校正系数； m-风干土样质量（g）； k-将风干土样换算成烘干土的系数。