🌱 干烧法测定土壤中的有机碳和总碳——PN-ISO 10694
三句话速览
风干土壤在不低于900 °C下燃烧并测量所生成的CO2，得到总碳含量；有机碳在扣除碳酸盐碳后计算，或在用盐酸除去碳酸盐后直接测定。该检测依据 PN-ISO 10694:2002 (wersja polska; wprowadza ISO 10694:1995 [IDT])；在认可范围中的覆盖面（2026年9月25日测量）：17个实验室的28条记录；“实验室”标签页（检索键“PN-ISO 10694”）：14 / 25；不存在的形式“PN-EN 10694:2002”——2条记录。整个程序共 6 个步骤；主要用于：土壤——总碳和有机碳含量，评价有机质储量、由有机碳计算有机质（腐殖质）含量、在污染评价和修复中检测土壤和岩土。
要点速览
- 标准: PN-ISO 10694:2002 (wersja polska; wprowadza ISO 10694:1995 [IDT])
- 类别: 环境
- 操作步骤数: 6
- 状态（2026年9月25日的PKN卡片状态）: PN-ISO 10694:2002——现行有效，波兰文版，12页，KT 191（土壤化学）；采用ISO 10694:1995
- 出版方状态（ISO网站，2026年9月25日读取）: ISO 10694:1995于2021年确认，处于90.92“待修订”阶段；已宣布将被ISO/FDIS 15936取代
- 燃烧温度——有效性条件: 不低于900 °C，在含氧且不含CO2的气流中——此时碳酸盐完全分解
概述
PKN卡片上的范围：“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.”［给出了干烧后测定土壤总碳含量的方法。有机碳含量由总碳含量经样品中碳酸盐校正后计算。如果事先已除去碳酸盐，则直接测定有机碳含量。该方法适用于所有类型的风干土壤样品。］
原理（ISO 10694:1995第3章）。在含氧且不含CO2的气流中把样品加热到不低于900 °C，使土壤中的碳氧化为CO2。根据仪器的不同，用滴定法、重量法、电导法、气相色谱法或红外检测器测量所生成的CO2量。在这一温度下碳酸盐完全分解，因此： • 总碳是样品未经预处理直接燃烧的结果； • 有机碳——间接途径（第8.2.1条）：从总碳中扣除碳酸盐碳，wC,o = wC,t − 0.12 × wCaCO3，其中碳酸盐含量（以CaCO3计）按ISO 10693测定； • 有机碳——直接途径（第7.3和8.2.2条）：分析前用过量的4 mol/l盐酸除去碳酸盐，静置4 h，在60–70 °C下干燥16 h，然后才进行燃烧。 标准的注1：当pH-CaCl2低于6.5时，存在碳酸盐的可能性很小——这种组合只出现在刚施过石灰的土壤中。 认可范围中有一条记录以“z wyłączeniem punktu 8.2.1”［z wyłączeniem punktu = 不包括条款］的形式引用该标准——该实验室不用间接途径计算有机碳。
样品和结果（第6章和第8章）。分析按ISO 11464制备的风干土壤中小于2 mm的部分；部分样品用于按ISO 11465测定水分，必要时按ISO 10693测定碳酸盐。结果以每千克烘干土壤的克数表示：wC,t = 1000 × (m2/m1) × 0.2727 × (100 + wH2O)/100，其中m1为试样质量，m2为释放的CO2质量，0.2727为CO2换算为C的系数，wH2O为按ISO 11465测得的含水量。 有机质（第8.3条）：wom = f × wC,o。系数f取决于有机质的类型，耕地土壤为1.7至2.0（注9）。因此，认可范围中的“Zawartość próchnicy (z obliczeń)”［腐殖质含量（计算值）］是一个取决于所采用f值的数字——不注明f，结果就不明确。
重复性（第9章，表1）——两次连续测定的允许差： • 不超过2.5 g/kg——绝对差0.25 g/kg； • 高于2.5至75 g/kg——相对差10 %； • 高于75 g/kg——绝对差7.5 g/kg。 实验室间研究（附录A，资料性）：1993年，瓦赫宁根农业大学组织了五种土壤在九个实验室的研究（八个实验室提交了结果）。1号土壤——来自波兰的腐泥土（muck soil）——有机碳平均为410.42 g/kg，相对再现性标准偏差为11.1 %；来自马里的砂质土（2.47 g/kg）则高达62.92 %。碳含量低时，再现性急剧变差。
状态（2026年9月25日的PKN卡片和ISO网站状态）。PN-ISO 10694:2002——波兰文版，2002年1月28日发布，12页，KT 191（土壤化学），ICS 13.080.10；等同采用ISO 10694:1995 [IDT]；卡片上没有“已撤销”标题。ISO网站：ISO 10694:1995——已发布，最近一次于2021年确认，但处于“International Standard to be revised [90.92]”阶段，并注有“Expected to be replaced by ISO/FDIS 15936 within the coming months.”。ISO 10694的页面没有给出后继草案的标题和范围，因此我们不予引述。
认可范围如何引用该标准。2026年9月25日在波兰认可范围数据库上的测量（有记录的实验室共1310个）：17个实验室的28条记录。书写形式：“PN-ISO 10694:2002”（15）、不带年份的“PN-ISO 10694”（7）、“PN-ISO 10694:2002 M”（3）、“PN - ISO 10694:2002”（1）以及“PN-EN 10694:2002”（2）——PKN目录中没有编号为PN-EN 10694的标准（搜索“10694”，2026年9月25日，只返回PN-ISO 10694:2002）。技术：高温燃烧加红外检测（15）或TCD（2）。方法：总碳、总有机碳（OWO/TOC）、无机碳、腐殖质（计算值）。 检测对象比标准更宽：除“Gleba”［土壤］（16）外，还有“Odpady przemysłowe, mineralne surowce i materiały budowlane, szlamy i osady ściekowe”［工业废物、矿物原料和建筑材料、泥浆和污水污泥］（2）、“Łupki i mułki przywęglowe”［含煤页岩和泥岩］（2），以及岩土、底泥和废物。该标准适用于风干土壤样品——对于其他基质，这是实验室的扩展应用，需要自行验证。有三条记录旁列有PN-EN 15936——一项采用同一技术、适用基质更广的标准：现行版本PN-EN 15936:2022-07（英文版，KT 191）的标题为“Gleba, odpady, uzdatnione bioodpady oraz osady ściekowe — Oznaczanie całkowitej zawartości węgla organicznego (TOC) po suchym spalaniu”［土壤、废物、经处理的生物废物和污泥——干烧法测定总有机碳（TOC）］，取代了2013-02版（PKN卡片，2026年9月25日）。 申报的范围差别很大，从“(0,01 - 95,0)%”到“(1,0 – 400) g/kg”——有的实验室用百分数表示，有的用g/kg或mg/kg。
“实验室”标签页的检索键：“PN-ISO 10694”——14个实验室、25条记录，不含无关记录。该标签页不会显示3个实验室（AB 313、AB 322、AB 646），它们写作“PN-EN 10694:2002”或带空格的“PN - ISO 10694:2002”。
我们所用文本的覆盖范围：出版方提供的ISO 10694:1995文本，第1–10章和附录A——即标准全文。标准没有给出具体分析仪的工作条件：它引用制造商的说明书。
方法原理
将风干土壤试样在不低于900 °C、不含CO2的氧气流中燃烧；全部碳——有机碳和碳酸盐碳——转化为CO2，用检测器（最常用红外检测器）测量。有机碳可通过扣除另行测定的碳酸盐碳（0.12 × CaCO3含量）获得，也可在用盐酸除去碳酸盐后燃烧样品获得。结果换算为烘干土壤。
应用领域
- 土壤——总碳和有机碳含量，评价有机质储量
- 由有机碳计算有机质（腐殖质）含量
- 在污染评价和修复中检测土壤和岩土
- 在认可范围中被实验室扩展到岩土、沉积物、废物和含煤页岩
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 状态（2026年9月25日的PKN卡片状态） | PN-ISO 10694:2002——现行有效，波兰文版，12页，KT 191（土壤化学）；采用ISO 10694:1995 |
| 出版方状态（ISO网站，2026年9月25日读取） | ISO 10694:1995于2021年确认，处于90.92“待修订”阶段；已宣布将被ISO/FDIS 15936取代 |
| 燃烧温度——有效性条件 | 不低于900 °C，在含氧且不含CO2的气流中——此时碳酸盐完全分解 |
| 有机碳——间接途径（第8.2.1条） | wC,o = wC,t − 0.12 × wCaCO3；碳酸盐按ISO 10693测定 |
| 有机碳——直接途径（第7.3条） | 过量4 mol/l HCl，4 h，在60–70 °C下干燥16 h，然后燃烧 |
| 几乎可以肯定不存在碳酸盐的情况（注1） | pH-CaCl2 < 6.5——例外：刚施过石灰的土壤 |
| 样品 | 风干土壤中< 2 mm的部分（ISO 11464）；按ISO 11465测定水分，用于换算到干物质 |
| 结果 | 以g/kg烘干土壤表示；CO2 → C换算系数：0.2727 |
| 有机质（第8.3条） | wom = f × wC,o；耕地土壤的f为1.7至2.0——结果取决于所采用的f |
| 重复性——两次测定的允许差（表1） | 含量≤ 2.5 g/kg时：0.25 g/kg；> 2.5–75 g/kg时：10 %；> 75 g/kg时：7.5 g/kg |
| 实验室间研究的再现性（附录A） | 相对标准偏差从11.1 %（来自波兰的腐泥土，有机碳410 g/kg）到62.9 %（砂质土，2.47 g/kg） |
| 在认可范围中的覆盖面（2026年9月25日测量） | 17个实验室的28条记录；“实验室”标签页（检索键“PN-ISO 10694”）：14 / 25；不存在的形式“PN-EN 10694:2002”——2条记录 |
标准
- 标准编号
- PN-ISO 10694:2002 (wersja polska; wprowadza ISO 10694:1995 [IDT])
- 标准名称（波兰语）
- Jakość gleby — Oznaczanie zawartości węgla organicznego i całkowitej zawartości węgla po suchym spalaniu (analiza elementarna)
- 标准名称（英语）
- Soil quality — Determination of organic and total carbon after dry combustion (elementary analysis)
分步操作程序
-
样品制备
按ISO 11464制备风干土壤，过2 mm筛；按ISO 11465测定水分，必要时按ISO 10693测定碳酸盐。
-
仪器校准
按制造商说明书，用第4.2条中的一种标准物质校准。
-
总碳
将试样（质量取决于预期碳含量和仪器）在≥ 900 °C下燃烧，测量CO2。
-
有机碳
或者从总碳中扣除碳酸盐碳（0.12 × wCaCO3），或者用过量4 mol/l HCl除去碳酸盐（4 h，然后在60–70 °C下干燥16 h）后燃烧样品。
-
计算
wC,t = 1000 × m2/m1 × 0.2727 × (100 + wH2O)/100，以g/kg干物质计；对于有机质，应注明所采用的系数f。
-
报告
结果以g/kg干物质计；对于有机碳，应注明碳酸盐是经测定后扣除的（间接途径），还是在分析前除去的（直接途径）——这是第10章的要求。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| ≥ 900 °C燃烧并配有CO2检测器的碳分析仪 | 滴定、重量、电导、GC或IR检测；有些仪器通过逐级升温在一次运行中测定有机碳和无机碳，有些还同时测定总氮（注3–5） | — |
| 分析天平 | 精度0.1 mg，或0.01 mg的微量天平（第5.2条） | — |
| 坩埚 | 瓷、石英、银、锡或镍坩埚；锡和镍坩埚不耐酸——不适用于用HCl的直接途径（第5.4条，注6） | — |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 盐酸 | — | c(HCl) = 4 mol/l：取340 ml浓HCl（1.19 g/ml）用水稀释至1000 ml——用于除去碳酸盐（第4.3条） |
| 校准用物质 | — | 例如乙酰苯胺、阿托品、碳酸钙、光谱纯石墨、邻苯二甲酸氢钾（第4.2条） |
| 水 | — | 25 °C时电导率不大于0.2 mS/m——符合ISO 3696的2级水（第4.1条） |
职业健康与安全
- ≥ 900 °C的燃烧炉——坩埚和炉体部件高温，使用手套和坩埚钳
- 4 mol/l盐酸——戴手套、护目镜，在通风橱中操作；坩埚应足够大，以便安全搬运含酸样品（第7.3条的注）
- 氧气钢瓶——阀门配件禁止沾油脂，钢瓶应固定
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-ISO 10694:2002 (wersja polska; wprowadza ISO 10694:1995 [IDT]) — 《Soil quality — Determination of organic and total carbon after dry combustion (elementary analysis)》。
该方法的原理是什么？
将风干土壤试样在不低于900 °C、不含CO2的氧气流中燃烧；全部碳——有机碳和碳酸盐碳——转化为CO2，用检测器（最常用红外检测器）测量。有机碳可通过扣除另行测定的碳酸盐碳（0.
测量范围和准确度是多少？
状态（2026年9月25日的PKN卡片状态）：PN-ISO 10694:2002——现行有效，波兰文版，12页，KT 191（土壤化学）；采用ISO 10694:1995；出版方状态（ISO网站，2026年9月25日读取）：ISO 10694:1995于2021年确认，处于90.92“待修订”阶段；已宣布将被ISO/FDIS 15936取代；燃烧温度——有效性条件：不低于900 °C，在含氧且不含CO2的气流中——此时碳酸盐完全分解；有机碳——间接途径（第8.2.1条）：wC,o = wC,t − 0.12 × wCaCO3；碳酸盐按ISO 10693测定。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 6 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
≥ 900 °C燃烧并配有CO2检测器的碳分析仪、分析天平、坩埚。
该检测用于哪些场景？
土壤——总碳和有机碳含量，评价有机质储量；由有机碳计算有机质（腐殖质）含量；在污染评价和修复中检测土壤和岩土；在认可范围中被实验室扩展到岩土、沉积物、废物和含煤页岩。
需要采取哪些安全防护措施？
≥ 900 °C的燃烧炉——坩埚和炉体部件高温，使用手套和坩埚钳；4 mol/l盐酸——戴手套、护目镜，在通风橱中操作；坩埚应足够大，以便安全搬运含酸样品（第7.3条的注）；氧气钢瓶——阀门配件禁止沾油脂，钢瓶应固定。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-ISO 10694。