ГОСТ ISO 10694-2024. Межгосударственный стандарт. Качество почвы. Определение содержания органического и общего углерода после сухого сжигания (элементный анализ)
(введен в действие Приказом Росстандарта от 12.07.2024 № 918-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.07.2025.
Введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2024 г. № 918-ст
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО И ОБЩЕГО УГЛЕРОДА ПОСЛЕ СУХОГО СЖИГАНИЯ (ЭЛЕМЕНТНЫЙ АНАЛИЗ)
Soil quality — Determination of organic and total carbon after dry combustion (elementary analysis)
Дата введения 1 июля 2025 года
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением «Российский институт стандартизации» (ФГБУ «Институт стандартизации») на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 5 стандарта, который выполнен АО «ВНИИС»
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 31 мая 2024 г. № 173-П)
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2024 г. № 918-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 10694-2024 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2025 г.
5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 10694:1995 «Качество почвы. Определение содержания органического и общего углерода после сухого сжигания (элементный анализ)» [«Soil quality — Determination of organic and total carbon after dry combustion (elementary analysis)», IDT].
Международный стандарт разработан подкомитетом SC 3 «Химические методы и характеристики почвы» Технического комитета по стандартизации ISO/TC 190 «Качество почвы» Международной организации по стандартизации (ISO).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
7 Некоторые элементы настоящего стандарта могут являться объектами патентных прав
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения содержания общего углерода в почве после сухого сжигания. Содержание органического углерода рассчитывается исходя из содержания общего углерода, после поправки на присутствующие в пробе карбонаты. Если карбонаты предварительно удалены, непосредственно измеряется содержание органического углерода.
Настоящий стандарт применим ко всем типам проб почв в воздушно-сухом состоянии.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных ссылок — последнее издание ссылочного стандарта (включая все изменения)].
ISO 3696:1987, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods (Вода для лабораторного анализа. Технические требования и методы испытаний)
ISO 10390:1994 <1>, Soil quality — Determination of pH (Качество почвы. Определение pH)
<1> Заменен на ISO 10390:2021. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.
ISO 10693:1995, Soil quality — Determination of carbonate content — Volumetric method (Качество почвы. Определение содержания карбоната. Объемный метод)
ISO 11464:1994 <2>, Soil quality — Pretreatment of samples for physico-chemical analyses (Качество почвы. Предварительная обработка образцов для физико-химического анализа)
<2> Заменен на ISO 11464:2006. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.
ISO 11465:1993, Soil quality — Determination of dry matter and water content on a mass basis — Gravimetric method (Качество почвы. Определение содержания сухих веществ и воды по массе. Гравиметрический метод)
3 Принцип
Углерод, присутствующий в почве, окисляется до диоксида углерода (CO2) посредством нагревания почвы как минимум до 900 °C в потоке кислородосодержащего газа, свободного от диоксида углерода.
Количество высвобождаемого диоксида углерода затем измеряют с применением титриметрического, гравиметрического, кондуктометрического методов, метода газовой хроматографии или метода ИК-спектрометрии, в зависимости от используемого оборудования. При нагревании почвы до температуры как минимум 900 °C все присутствующие карбонаты полностью разлагаются. Для определения содержания органического углерода любые присутствующие карбонаты предварительно удаляются путем обработки почвы соляной кислотой. В других случаях расчет содержания органического углерода проводится, если содержание карбоната в исследуемых пробах известно и сделаны поправки на его присутствие.
Примечание 1 — Когда pH CaCl2 менее 6,5, наличие карбонатов маловероятно. Например, при низком pH присутствие карбонатов возможно только в известковых почвах.
4 Реактивы
Используют реактивы только признанной степени аналитической чистоты и дистиллированную или деионизированную воду для приготовления всех растворов.
4.1 Вода с электропроводностью не выше чем 0,2 мСм/м <1> при 25 °C (соответствует 2 уровню воды по ISO 3696).
<1> Ошибка оригинала. Следует читать 0,1 мСм/м.
4.2 Калибровочные вещества, например, ацетанилид (C8H9NO), атропин (C17H23NO3), карбонат кальция (CaCO3), спектрографический графитовый порошок (C) и гидрофталат калия (C8H5KO4).
4.3 Соляная кислота, c(HCl) — 4 моль/л.
Разведите 340 мл концентрированной соляной кислоты (p = 1,19 г/мл) до 1000 мл водой (4.1).
Примечание 2 — В зависимости от используемого метода обнаружения могут потребоваться реактивы и/или катализаторы для понижения, окисления, удаления и/или фиксации газообразных продуктов сжигания, которые препятствуют проведению анализа. Перед использованием оборудования необходимо ознакомиться с инструкцией изготовителя.
5 Оборудование и лабораторная посуда
5.1 Стандартная лабораторная посуда
5.2 Аналитические весы (способные взвешивать с точностью до 0,1 мг) или микровесы (способные взвешивать с точностью до 0,01 мг).
5.3 Оборудование для определения содержания общего углерода посредством сжигания пробы при температуре не менее 900 °C, включающее детектор для измерения образовавшегося диоксида углерода.
3 Существуют следующие методы обнаружения: титриметрический, гравиметрический, кондуктометрический, газовая хроматография и ИК-спектрометрия.
4 Некоторые современные приборы позволяют определять органический и неорганический углерод отдельно за один аналитический прогон путем постепенного повышения температуры и непрерывного измерения содержания диоксида углерода.
5 Некоторые приборы способны одновременно определять содержание общего азота и общего углерода в почвах.
5.4 Тигли, изготовленные из фарфора, кварца, серебра, жестяные или никелированные, различных размеров.
Примечание 6 — Жестяные и никелированные тигли неустойчивы к действию кислоты.
6 Лабораторная проба
В воздушно-сухих пробах почвы, предварительно обработанных в соответствии с ISO 11464, выделяют фракцию частиц менее 2 мм. Часть лабораторной пробы используют в целях определения содержания воды в соответствии с ISO 11465 и, если необходимо, содержания карбоната согласно ISO 10693.
7 Проведение анализа
Проведение анализа состоит из определения:
a) содержания общего углерода, включающего углерод в виде карбоната; или
b) содержания органического углерода после удаления карбоната.
Примечание 7 — Содержание органического углерода может быть вычислено посредством определения содержания общего углерода и за вычетом углерода в виде карбонатов, которые могут быть определены в соответствии с ISO 10693.
7.1 Калибровка оборудования
Калибровка оборудования проводится в соответствии с руководством пользователя. Для калибровки или установления калибровочной кривой следует использовать одно из веществ, приведенных в 4.2.
7.2 Определение содержания общего углерода
Масса навески пробы для анализа зависит от ожидаемого содержания общего углерода и используемого оборудования. Часть отобранной высушенной пробы m1, г, взвешивают в тигле.
Необходимо следить, чтобы анализ проводился в соответствии с инструкцией изготовителя оборудования.
До начала проведения определения содержания органического углерода следует удалить присутствующие карбонаты. Для этого необходимо выполнить процедуру, описанную в 7.3.
7.3 Определение содержания органического углерода
В тигель с навеской воздушно-сухой пробы (см. 7.2) добавляют в избытке соляную кислоту (4.3) и перемешивают. Ожидают 4 ч и проводят высушивание тигля в течение 16 ч при температуре от 60 °C до 70 °C <1>. Затем проводят анализ в соответствии с инструкцией изготовителя оборудования.
<1> Высушивание может быть проведено, например, с использованием сушильного шкафа.
Примечание 8 — Количество внесенной соляной кислоты зависит от массы навески пробы для анализа и от содержания карбонатов. Во всех случаях следует добавить избыток соляной кислоты, который можно рассчитать, предполагая, что количество анализируемой пробы состоит на 100% из карбонатов.
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ — Во избежание проблем при транспортировке тиглей с пробами, к которым добавлена соляная кислота, используемые тигли должны быть подходящего размера.
8 Расчеты
8.1 Содержание общего углерода
Расчет содержания общего углерода в пробе, высушенной до постоянной массы, проводят по формуле
w_{C,t} = 1000 \cdot \frac{m_{2}}{m_{1}} \cdot 0,2727 \cdot \frac{100 + w_{H_{2}O}}{100} ,
где wC,t — содержание общего углерода в высушенной до постоянной массы пробе почвы, г/кг;
m1 — масса пробы для анализа, г;
m2 — масса высвобожденного пробой почвы диоксида углерода, г;
0,2727 — коэффициент пересчета CO2 в C;
w_{H_{2}O} — массовое отношение влаги в пересчете на сухое вещество, определенное в соответствии с ISO 11465, %.
8.2 Содержание органического углерода
8.2.1 Содержание органического углерода (косвенное определение)
Расчет содержания органического углерода в пробе почвы, высушенной до постоянной массы, проводят по формуле
w_{C,o} = w_{C,t} - (0,12 \cdot w_{CaCO_{3}}) ,
где wC,o — содержание органического углерода в высушенной до постоянной массы пробе, г/кг;
wC,t — содержание общего углерода в высушенной до постоянной массы пробе, рассчитанное в соответствии с 8.1, г/кг;
w_{CaCO_{3}} — содержание карбоната в высушенной до постоянной массы пробе, выраженное в эквиваленте карбоната кальция, определенное в соответствии с ISO 10693, г/кг.
8.2.2 Содержание органического углерода (прямое определение)
Если карбонаты предварительно удалены (по процедуре, описанной в 7.3), содержание органического углерода определяют в соответствии с 8.1.
8.3 Содержание органического вещества
Содержание органического вещества в пробе почвы может быть рассчитано исходя из содержания органического углерода по формуле
где wom — содержание органического вещества в высушенной до постоянной массы пробе, г/кг;
wC,o — содержание органического углерода в высушенной до постоянной массы пробе, г/кг;
Примечание 9 — Коэффициент пересчета зависит от вида органического вещества и, для сельскохозяйственных почв, может варьироваться от 1,7 до 2,0 <1>.
<1> Коэффициент пересчета зависит от процента содержания углерода в гуминовой кислоте разных почв и варьируется в указанных пределах. При пересчете органического углерода на гумус часто используется коэффициент 1,724, введенный Шпренгелем (Shprengel, 1837) из расчета, что гуминовая кислота содержит 58% углерода.
9 Повторяемость
Значение повторяемости при определении содержания углерода, полученное посредством проведения двух различных последовательных измерений, должно соответствовать условиям, приведенным в таблице 1.
| Содержание углерода, г/кг | Допустимое отклонение | |
| более | не менее | |
| 0,0 | 2,5 | 0,25 г/кг абсолютное |
| 2,5 | 70 | 10% относительное |
| 75 | 7,5 г/кг абсолютное | |
Результаты межлабораторных испытаний по определению содержания общего и органического углерода в пяти пробах почвы приведены в приложении A.
10 Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать следующую информацию:
a) ссылку на настоящий стандарт;
b) ссылку на используемый метод испытания;
c) всю информацию, необходимую для идентификации пробы;
d) результаты определения общего углерода и/или органического углерода, г/кг, рассчитанного в высушенной до постоянной массы пробе; в случае определения органического углерода, информацию об определении содержания карбоната или о том, что карбонаты были удалены до определения.
e) все подробности анализа, не установленные в настоящем стандарте или рассматриваемые как необязательные, вместе с подробностями любых факторов, которые могли оказать влияние на результаты анализа.
РЕЗУЛЬТАТЫ МЕЖЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Межлабораторные испытания были проведены в 1993 году Сельскохозяйственным Университетом Вагенингена, Нидерланды, в целях подтверждения методик, изложенных в настоящем стандарте.
В рамках указанных межлабораторных испытаний определение содержания органического и общего углерода в пяти пробах проводили девять лабораторий. Результаты определения органического и общего углерода были получены от восьми лабораторий.
Виды почв, используемых в испытаниях, приведены в таблице A.1.
Значения повторяемости (r) и воспроизводимости (R) результатов анализа, полученных в лабораториях, представлены в таблицах A.2 и A.3.
Значения были рассчитаны в соответствии с ISO 5725-2:1994 <1>, Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерения.
<1> Заменен на ISO 5725-2:2019. Однако для однозначного соблюдения требования настоящего стандарта, выраженного в датированной ссылке, рекомендуется использовать только указанное в этой ссылке издание.
Типы почв, используемые в межлабораторных испытаниях, и их происхождение
| Номер почвы | Тип почвы | Происхождение |
|---|---|---|
| 1 | Гумусовая почва | Польша |
| 2 | Вулканическая почва | Индонезия |
| 3 | Садовая почва | Нидерланды |
| 4 | Лессовый грунт | Швейцария |
| 5 | Песчаный грунт | Мали |
Результаты межлабораторных испытаний по определению содержания органического углерода в почве
| Параметр | Результаты | ||||
| Номер почвы | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Количество лабораторий, оставшихся после устранения выбросов | 7 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Количество выбросов (лаборатории) | - | - | - | - | - |
| Количество принятых результатов | - | - | - | - | - |
| Среднее значение (г/кг высушенной почвы) | 410,42 | 63,3 | 83,88 | 41,537 | 2,47 |
| Стандартное отклонение повторяемости (sr) | 4,318 | 1,225 | 4,275 | 1,045 | 0,272 |
| Относительное отклонение повторяемости, % | 1,052 | 1,935 | 5,096 | 2,515 | 10,998 |
| Предел повторяемости (r = 2,8·sr) | 12,090 | 3,43 | 11,969 | 2,925 | 0,761 |
| Стандартное отклонение воспроизводимости (sR) | 127,413 | 11,957 | 19,376 | 5,523 | 1,555 |
| Относительное отклонение воспроизводимости, % | 11,087 | 18,888 | 23,098 | 13,297 | 62,92 |
| Предел воспроизводимости (R = 2,8·sR) | 45,505 | 33,48 | 54,253 | 15,465 | 4,355 |
Результаты межлабораторных испытаний по определению содержания общего углерода в почве
| Параметр | Результаты | ||||
| Номер почвы | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Количество лабораторий, оставшихся после устранения выбросов | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Количество выбросов (лаборатории) | - | - | - | - | - |
| Количество принятых результатов | - | - | - | - | - |
| Среднее значение (г/кг высушенной почвы) | 439,46 | 72,86 | 98,56 | 45,61 | 2,63 |
| Стандартное отклонение повторяемости (sr) | 6,622 | 1,314 | 2,387 | 1,131 | 0,127 |
| Относительное отклонение повторяемости, % | 1,507 | 1,803 | 2,422 | 2,481 | 4,833 |
| Предел повторяемости (r = 2,8·sr) | 18,544 | 3,679 | 6,686 | 3,169 | 0,356 |
| Стандартное отклонение воспроизводимости (sR) | 25,246 | 5,92 | 9,483 | 2,387 | 1,391 |
| Относительное отклонение воспроизводимости, % | 5,744 | 8,124 | 9,620 | 5,234 | 52,751 |
| Предел воспроизводимости (R = 2,8·sR) | 70,69 | 16,577 | 26,552 | 6,685 | 3,895 |
СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ МЕЖДУНАРОДНЫХ СТАНДАРТОВ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫМ СТАНДАРТАМ
| Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего межгосударственного стандарта |
| ISO 3696:1987 | - | ГОСТ ISO 3696-2013 «Вода для лабораторного анализа. Технические требования и методы контроля» <1> |
| ISO 10390:1994 | - | <*> |
| ISO 10693:1995 | - | <*> |
| ISO 11464:1994 | IDT | ГОСТ ISO 11464-2015 «Качество почвы. Предварительная подготовка проб для физико-химического анализа» |
| ISO 11465:1993 | - | <*>, <2> |
| <*> Соответствующий межгосударственный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного международного стандарта. Примечание — В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандарта: - IDT — идентичный стандарт. | ||
<1> В Российской Федерации действует ГОСТ Р 52501-2005 (ИСО 3696:1987) «Вода для лабораторного анализа. Технические условия».
<2> В Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 11465-2011 «Качество почвы. Определение массовой доли сухого вещества и массового отношения влаги гравиметрическим методом».
БИБЛИОГРАФИЯ
| УДК 631.42:006.354 | МКС 13.080 | IDT |
| Ключевые слова: почвы, качество почв, химический анализ почв, определение содержания углерода, метод сжигания | ||