🌱 Węgiel organiczny i całkowity w glebie po suchym spalaniu — PN-ISO 10694

Środowisko PN-ISO 10694

Przegląd

ZAKRES Z KARTY PKN: „Podano metodę oznaczania całkowitej zawartości węgla w glebie po suchym spalaniu. Zawartość węgla organicznego oblicza się z całkowitej zawartości węgla po wprowadzeniu poprawki na węglany obecne w próbce. Jeżeli wcześniej węglany zostały usunięte, wówczas zawartość węgla organicznego mierzy się bezpośrednio. Metoda ma zastosowanie do wszystkich typów powietrznie suchych próbek gleby."

ZASADA (rozdz. 3 ISO 10694:1995). Węgiel z gleby utlenia się do CO2, ogrzewając próbkę do co najmniej 900 °C w strumieniu gazu zawierającego tlen i wolnego od CO2. Ilość powstałego CO2 mierzy się miareczkowo, wagowo, konduktometrycznie, chromatografią gazową albo detektorem podczerwieni — zależnie od aparatu. W tej temperaturze węglany rozkładają się całkowicie, dlatego: • węgiel CAŁKOWITY to wynik spalenia próbki bez przygotowania; • węgiel ORGANICZNY — DROGA POŚREDNIA (pkt 8.2.1): od węgla całkowitego odejmuje się węgiel węglanów, wC,o = wC,t − 0,12 × wCaCO3, gdzie zawartość węglanów (jako CaCO3) oznacza się wg ISO 10693; • węgiel ORGANICZNY — DROGA BEZPOŚREDNIA (pkt 7.3 i 8.2.2): węglany usuwa się przed analizą nadmiarem kwasu solnego 4 mol/l, odstawia na 4 h, suszy 16 h w 60–70 °C i dopiero wtedy spala. Uwaga 1 normy: przy pH-CaCl2 poniżej 6,5 obecność węglanów jest mało prawdopodobna — taka kombinacja zdarza się tylko w glebach świeżo wapnowanych. Jedna pozycja w zakresach akredytacji powołuje normę „z wyłączeniem punktu 8.2.1" — to laboratorium nie liczy węgla organicznego drogą pośrednią.

PRÓBKA I WYNIK (rozdz. 6 i 8). Analizuje się frakcję poniżej 2 mm gleby powietrznie suchej, przygotowanej wg ISO 11464; część próbki służy do oznaczenia wody wg ISO 11465, a w razie potrzeby węglanów wg ISO 10693. Wynik podaje się w gramach na kilogram gleby suszonej w suszarce: wC,t = 1000 × (m2/m1) × 0,2727 × (100 + wH2O)/100, gdzie m1 to masa naważki, m2 — masa uwolnionego CO2, 0,2727 — przelicznik CO2 na C, a wH2O — zawartość wody wg ISO 11465. SUBSTANCJA ORGANICZNA (pkt 8.3): wom = f × wC,o. Współczynnik f zależy od rodzaju materii organicznej i dla gleb uprawnych wynosi od 1,7 do 2,0 (uwaga 9). „Zawartość próchnicy (z obliczeń)" w zakresie akredytacji jest więc liczbą zależną od przyjętego f — bez podania f wynik nie jest jednoznaczny.

POWTARZALNOŚĆ (rozdz. 9, tablica 1) — dopuszczalna różnica dwóch kolejnych oznaczeń: • do 2,5 g/kg — 0,25 g/kg bezwzględnie; • powyżej 2,5 do 75 g/kg — 10 % względnie; • powyżej 75 g/kg — 7,5 g/kg bezwzględnie. BADANIE MIĘDZYLABORATORYJNE (załącznik A, informacyjny): w 1993 r. Uniwersytet Rolniczy w Wageningen zorganizował badanie pięciu gleb w dziewięciu laboratoriach (wyniki nadesłało osiem). Gleba nr 1 — gleba murszowa (muck soil) z POLSKI — miała średnio 410,42 g/kg węgla organicznego przy względnym odchyleniu odtwarzalności 11,1 %; gleba piaszczysta z Mali (2,47 g/kg) — aż 62,92 %. Przy małej zawartości węgla odtwarzalność gwałtownie się pogarsza.

STATUS (stan karty PKN i strony ISO na 25.09.2026). PN-ISO 10694:2002 — wersja polska, publikacja 28-01-2002, 12 stron, KT 191 Chemii Gleby, ICS 13.080.10; wprowadza ISO 10694:1995 [IDT]; karta bez nagłówka „Wycofana". Strona ISO: ISO 10694:1995 — opublikowana, ostatnio potwierdzona w 2021 r., ale na etapie „International Standard to be revised [90.92]", z adnotacją „Expected to be replaced by ISO/FDIS 15936 within the coming months.". Tytułu i zakresu projektu następcy strona ISO 10694 nie podaje, dlatego ich nie przytaczamy.

JAK NORMĘ POWOŁUJĄ ZAKRESY AKREDYTACJI. Pomiar 25.09.2026 na bazie zakresów akredytacji PL (1310 laboratoriów z pozycjami): 28 pozycji u 17 laboratoriów. Postacie: „PN-ISO 10694:2002" (15), „PN-ISO 10694" bez roku (7), „PN-ISO 10694:2002 M" (3), „PN - ISO 10694:2002" (1) oraz „PN-EN 10694:2002" (2) — normy o oznaczeniu PN-EN 10694 w katalogu PKN nie ma (wyszukiwanie „10694", 25.09.2026, zwraca tylko PN-ISO 10694:2002). Technika: wysokotemperaturowe spalanie z detekcją IR (15) albo TCD (2). Metodyki: węgiel całkowity, ogólny węgiel organiczny (OWO/TOC), węgiel nieorganiczny, próchnica (z obliczeń). PRZEDMIOT SZERSZY NIŻ NORMA: obok „Gleba" (16) stoją „Odpady przemysłowe, mineralne surowce i materiały budowlane, szlamy i osady ściekowe" (2), „Łupki i mułki przywęglowe" (2) oraz grunty, osady denne i odpady. Norma ma zastosowanie do powietrznie suchych próbek GLEBY — dla pozostałych matryc to rozszerzenie laboratorium, które wymaga własnej walidacji. W trzech pozycjach obok stoi PN-EN 15936 — norma o tej samej technice dla szerszego kręgu matryc: obowiązujące wydanie PN-EN 15936:2022-07 (wersja angielska, KT 191) nosi tytuł „Gleba, odpady, uzdatnione bioodpady oraz osady ściekowe — Oznaczanie całkowitej zawartości węgla organicznego (TOC) po suchym spalaniu" i zastąpiło wydanie 2013-02 (karta PKN, 25.09.2026). Deklarowane zakresy są bardzo różne, od „(0,01 - 95,0)%" po „(1,0 – 400) g/kg" — część laboratoriów podaje procenty, część g/kg albo mg/kg.

KLUCZ ZAKŁADKI „LABORATORIA": „PN-ISO 10694" — 14 laboratoriów i 25 pozycji, bez pozycji obcych. Zakładka nie pokaże 3 laboratoriów (AB 313, AB 322, AB 646), które piszą „PN-EN 10694:2002" albo „PN - ISO 10694:2002" ze spacjami.

DOKĄD SIĘGA TEKST, Z KTÓREGO KORZYSTALIŚMY: tekst ISO 10694:1995 udostępniony przez wydawcę, rozdziały 1–10 i załącznik A — całość normy. Warunków pracy konkretnych analizatorów norma nie podaje: odsyła do instrukcji producenta.

Zasada metody

Naważkę powietrznie suchej gleby spala się w co najmniej 900 °C w strumieniu tlenu wolnym od CO2; cały węgiel — organiczny i węglanowy — przechodzi w CO2, który mierzy się detektorem (najczęściej w podczerwieni). Węgiel organiczny otrzymuje się, odejmując węgiel węglanów oznaczonych osobno (0,12 × zawartość CaCO3) albo spalając próbkę po usunięciu węglanów kwasem solnym. Wynik przelicza się na glebę suszoną w suszarce.

Zastosowania

• Gleby — zawartość węgla całkowitego i organicznego, ocena zasobności w materię organiczną
• Obliczanie zawartości substancji organicznej (próchnicy) z węgla organicznego
• Badania gleb i gruntów przy ocenie zanieczyszczenia i rekultywacji
• W zakresach akredytacji rozszerzane przez laboratoria na grunty, osady, odpady i łupki przywęglowe

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-ISO 10694:2002 (wersja polska; wprowadza ISO 10694:1995 [IDT])

Tytuł (PL)

Jakość gleby — Oznaczanie zawartości węgla organicznego i całkowitej zawartości węgla po suchym spalaniu (analiza elementarna)

Title (EN)

Soil quality — Determination of organic and total carbon after dry combustion (elementary analysis)

Procedura krok po kroku

1. Przygotowanie próbki

   Glebę powietrznie suchą przygotować wg ISO 11464, przesiać przez sito 2 mm; oznaczyć wodę wg ISO 11465, a w razie potrzeby węglany wg ISO 10693.

2. Kalibracja aparatu

   Według instrukcji producenta, jedną z substancji wzorcowych z pkt 4.2.

3. Węgiel całkowity

   Naważkę (masa zależna od spodziewanej zawartości węgla i aparatu) spalić w ≥ 900 °C i zmierzyć CO2.

4. Węgiel organiczny

   Albo odjąć od węgla całkowitego węgiel węglanów (0,12 × wCaCO3), albo usunąć węglany nadmiarem HCl 4 mol/l (4 h, potem suszenie 16 h w 60–70 °C) i spalić próbkę.

5. Obliczenie

   wC,t = 1000 × m2/m1 × 0,2727 × (100 + wH2O)/100 w g/kg suchej masy; przy substancji organicznej podać przyjęty współczynnik f.

6. Sprawozdanie

   Wynik w g/kg na suchą masę; przy węglu organicznym zaznaczyć, czy węglany oznaczono (droga pośrednia), czy usunięto przed analizą (droga bezpośrednia) — wymóg rozdz. 10.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Piec do spalania w ≥ 900 °C — gorące tygle i elementy pieca, rękawice i szczypce
• Kwas solny 4 mol/l — rękawice, okulary, praca pod wyciągiem; tygle na tyle duże, by bezpiecznie przenosić próbki z kwasem (uwaga do pkt 7.3)
• Butle z tlenem — zakaz smarów przy armaturze, mocowanie butli

Najczęstsze pytania