易氧化有机碳含量及碳稳定同位素测试方法

本发明涉及一种易氧化有机碳（loc）含量及碳稳定同位素测试方法，属于测试分析。

背景技术：

1、土壤易氧化有机碳（loc）是指土壤中容易被微生物和植物快速利用、化学性质较为活跃的那部分有机碳。与其他稳定的有机碳不同，它具有溶解性高、移动性强、易分解、易被氧化和矿化等特点。由于它的存在形态和分布位置对植物根系和土壤微生物具有较高的可利用性，因此在土壤生态系统中发挥着关键作用。土壤活性有机碳并不是单一的化合物，而是由多种易分解、易转化的有机物质组成的混合物。其主要来源包括植物残体（如枯枝落叶、根系分泌物）、真菌菌丝、微生物细胞及其代谢产物（如多糖、有机酸等）。这些物质共同构成一个动态变化的有机碳库，能够被土壤微生物快速分解利用。

2、易氧化有机碳碳稳定同位素（loc-13c）在科学研究中扮演着重要角色，例如：研究土壤养分的溶解、吸附、释放和迁移，影响植物对养分的吸收；作为微生物的主要能量来源，调控其生长代谢，研究如何影响有机质的分解速率；研究重金属和有机污染物在土壤中的吸附、解吸和生物有效性；研究成土过程中，如何影响土壤结构的形成和稳定性；因其易分解性，活性有机碳的周转与二氧化碳排放密切相关，研究其对全球碳循环的影响。正因为它对土壤肥力、环境保护和气候变化都有显著影响，近年来已经成为土壤学、环境科学和生态学研究的重要课题。

3、目前，易氧化有机碳（loc）通常采用采用高锰酸钾氧化法测定，待测土壤样品的称样重，然后将样品转移至50ml带盖的塑料离心管中，以不加土样作为空白。向离心管中加入25ml浓度为333mmol/l的高锰酸钾溶液，振荡1小时，离心，将上清液稀释，用分光光度计测定吸光值。用空白的高锰酸钾浓度减去氧化活性有机碳后高锰酸钾溶液的浓度差值计算土壤活性有机碳含量。该方法存在许多不足，（1） 传统方法是分光光度计测定溶液吸光度来进行定量，高锰酸钾溶液不稳定，待测样品的存放长短会直接影响测定结果的准确性；（2）空白和样品中加入的高锰酸钾溶液很难保证高度一致，这也将对测试结果造成很大的误差；（3）该方法只能测试土壤中loc含量无法给出13c稳定同位素值。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有测试易氧化有机碳（loc）方法高锰酸钾溶液的用量大且仅能测试易氧化有机碳（loc）含量的技术问题，提供了一种易氧化有机碳（loc）含量及碳稳定同位素测试方法。

2、易氧化有机碳含量及碳稳定同位素测试方法如下：

3、一、样品预处理；将含有易氧化有机碳（loc）的土壤样品预处理；

4、二、称样与氧化：称取 0.5 mg -1.5mg经过预处理含有易氧化有机碳（loc）的土壤样品，放入12mllabco顶空进样瓶（天津欧捷科技有限公司生产）中，加入磁性转子，然后加入 2ml浓度为 333 mmol/l 的高锰酸钾溶液，盖紧瓶盖，在 25℃ 的条件下，搅拌反应1小时，反应结束后，在 4000 r/min 的转速下离心 5分钟，得待测液进样瓶（此时易氧化有机碳（loc）被高锰酸钾氧化成co2气体并且被密封在顶空进样瓶中）；

5、三、建立标准曲线、精密度验证：

6、使用多用途在线样品制备装置-稳定同位素比值质谱仪联用系统测定不同重量的葡萄糖，建立易氧化有机碳（loc）碳绝对量和co2峰面积的线性回归方程；测试结果进行线性回归，方程为y=0.0065x，相关系数r2为0.9988，绘制易氧化有机碳（loc）碳绝对量和co2峰面积的标准曲线，方程y=0.0065x中y表示易氧化有机碳（loc）碳绝对量，x表示co2峰面积；

7、选取葡萄糖作为基准物质进行碳稳定同位素测试，平行测定5次，标准偏差为0.11，曲线验证结果良好；

8、四、测定：将待测进样瓶内气体采用多用途在线样品制备装置-稳定同位素比值质谱仪联用系统测定，得到co2峰面积和易氧化有机碳碳稳定同位素比值（loc-13c）；

9、五、结果计算：易氧化有机碳碳稳定同位素比值（loc-13c），用葡萄糖进行单点校正，易氧化有机碳（loc）含量（loc%）、易氧化有机碳（loc）碳绝对量计算公式如下：

10、y=0.0065x                                                        公式一

11、公式一中y表示易氧化有机碳（loc）碳绝对量，x表示co2的峰面积；

12、易氧化有机碳（loc）含量（%）=a*0.0065/m*100%                      公式二

13、公式二中a表示co2峰面积，m表示样品重量。

14、步骤一所述样品预处理如下：将采集的土壤样品自然风干，研磨并过 80目筛。

15、步骤二称取含有 1mg 碳的土壤样品。

16、步骤三所述稳定同位素比值质谱仪联用系统型号为delta v advantage。

17、稳定同位素质谱仪是2019年9月17日启用的分析仪器，主要应用于地球科学、水利工程、环境及资源科学技术领域。该仪器通过测定碳（δ13c）、氢（δd）、氧（δ18o）、氮（δ15n）、硫（δ34s）等同位素比值，用于分析水-土-生物体系中的生源要素循环，支持碳氮平衡、水分利用效率及物质周转速率等研究。

18、在痕量气体分析自动化技术方面，2023年，中国科学院烟台海岸带研究所谭扬团队开发了稳定同位素质谱仪气体预浓缩装置自动进样系统。该系统针对n2o、co2、ch4等痕量气体样品，实现了预浓缩、纯化与自动进样测试一体化，减少人为操作影响，提高了对痕量气体碳、氮、氧稳定同位素的检测精度与效率。

19、为了提高工作效率，绿色环保，本发明提出一种新方法来解决传统方法所存在的问题，使样品测试实现自动化，解放大部分人力资源，减少人为误差，提高数据准确性，并且能够同时测定碳稳定同位素值。本发明提供一种土壤中易氧化有机碳（loc）含量及碳稳定同位素测定方法。

20、本发明一种土壤中易氧化有机碳（loc）含量及碳稳定同位素测定方法具体优势在于，

21、1.土壤样品用量少，仅为传统方法样量的10%；

22、2.高锰酸钾溶液的用量减少90%，大大降低化学试剂的使用和排放，相对绿色环保；

23、3.通过测试高锰酸钾溶液氧化易氧化有机碳（loc）产生的co2来直接计算土壤样品loc的含量，无论是测试精度和准确度将高于传统方法；

24、4.本发明的易氧化有机碳（loc）测定方法可以同时给出土壤中loc含量和13c稳定同位素值。

1.易氧化有机碳含量及碳稳定同位素测试方法，其特征在于所述易氧化有机碳含量及碳稳定同位素测试方法如下：

2.根据权利要求1所述易氧化有机碳含量及碳稳定同位素测试方法，其特征在于步骤一所述样品预处理如下：将采集的土壤样品自然风干，研磨并过 80目筛。

3.根据权利要求1所述易氧化有机碳含量及碳稳定同位素测试方法，其特征在于步骤二称取含有 1mg 碳的土壤样品。

4.根据权利要求1所述易氧化有机碳含量及碳稳定同位素测试方法，其特征在于步骤三所述稳定同位素比值质谱仪联用系统型号为delta v advantage。