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C.H.N.S Determination in Reference Soil Samples |
| References |
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| ISO 13878 : |
Soil quality - Determination of total nitrogen content by dry combustion (Elemental analysis) |
| ISO 15178 : |
Soil quality - Determination of total sulfur by dry combustion (Elementary analysis)
Determination of total sulfur by dry combustion (Elementary analysis) Describes a procedure
using dry combustion for the determination of total sulfur in soil samples. It is important to note that high temperature
combustion methods might not determine total sulfur, only combustible sulfur. The difference between total and
combustible sulfur is usually negligible in soils. |
| ISO 10694 : |
Soil quality - Determination of organic and total carbon after dry combustion (Elemental analysis) |
| EN13654-2 : |
Soil improvers and growing media - Determination of nitrogen - Part 2: Dumas method |
| EN 13137 : |
Characterisation of waste: determination of total organic carbon in waste, sludges and sediments. |
| ASTM D5291 : |
Test method for Instrumental determination of C, H and N in petroleum products and lubricants. |
| Tested with VELP Scientifica EMA 502 Elemental Analyzer |
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Introduction
어느 물질의 탄소와 질소의 비율 즉 carbon-to-nitrogen ratio (C:N ratio) 가 24:1 이라고 하면 이는 그 물질은 24개의 탄소단위당 1개의 질소 단위가 있다는 것을 의미한다.
이러한 C:N Ratio 는 식물등에서 Nitrogen Limitation 의 지표로 사용될 정도로 매우 중요한데 예를 들어 이 비율이 높으면 물질을 분해하는데 더 많은 시간이 필요하고 이 비율이 낮으면 식물의 분해 속도가 더 빠르게 일어 날 것이다. 그리고 토양속의 질소의 양은
식물의 성장과 아주 밀접한 영향을 미치고 있다.
Sulfur 는 생물계에서 매우 중요한 원소이고 또한 필수 영양소로서 예를 들어 식물에서 광합성을 통해 starch, sugar, oil, fat, vitamin 그리고 다른 물질을 생산하는
chlorophyll 의 생성에 필수 기능을 한다. 그러므로 sulfur 의 양을 신속하고 정확하게 측정하는 것은 식물 및 농업등의 분야에서 매우 중요한 작업이다.
수소는 식물이 가장 많이 사용하는 핵심 원소로서 예를 들어 토양에서 수소의 양은 토양의 pH 에 영향을 미친다. 대부분 허용되는 pH 범위는 6.0 에서 7.0 사이 이며 영양이 결핍할 경우에는
대부분이 pH 가 매우 높거나 낮을 경우에 일어난다.
CHNS determination in soils and sediments
| ① |
C. H. N. S. 원소분석기는 먼저 시료를 combustion furnace 에서 1000°C 이상의 온도에서
시료를 combustion (CF) 하여 연소시킨다. |
| ② |
combustion furnace 하부에는 고활성화된 cooper powder 가 들어있는 VELP Vcopper™ 가 있는데
여기에서 질소산화물 NOx 를 N2 로 환원시키게 된다 |
| ③ |
생성된 gas 는 gas-chromatographic column 으로 이동하여 각각의 원소는 각기 다른 gas retention time 에 의해
분리가 일어난다. |
| ④ |
분이된 전체 gas 는 LoGas™ Thermal Conductivity Detector (TCD) 로 이동하여 전체 gas 의 양이 측정되어진다. |
Sample Preparation
테스트에 사용되는 WEPAL 의 reference soil and sediment 샘플은 다음과 같다.
- Reference soil samples : reference soil
- Expected range values declared on the certificate : C% = 0.09 - 0.13% S% = 0.09 - 0.13%
Analysis Procedure
다음과 같은 조건으로 시료의 원소를 측정하였다.
- O2 flow rate: 300 ml/min
- O2 factor: 0.7 ml/mg
- Min. Oxygen Volume : 10 ml
- 분석시간 : from 12 minutes for one run
Typical CHNS Results on soil samples
CHNS Calibration 은 인증된 표준 Sulphanilic acid (code A00000434, 0.15 - 0.5 mg range) 를 이용하여 calibration curve 를 만들었으며
이 때 사용한 Sulphanilic acid 의 각 원소 함량은 다음과 같다.
- C% = 41.58
- H% = 4.04
- N% = 8.08
- S% = 18.48
45-50 mg 의 시료를 이용하여 측정된 %C, %S, %N and %H 는 다음 테이블과 같다.
Conclusion
위 결과에서 우리는 EMA 502 Elemental Analyzer CHNS-O 는 토양 시료에서 carbon, hydrogen, nitrogen 그리고 sulfur 원소의
함량을 측정하는데 매우 적합하며 신뢰할 수 있는 데이터를 구할 수 있는 원소 분석 장비라는 것을 확인하였다.
Main advantages of VELP Combustion analyzer
| ● |
질소 0.001mg 까지 측정할 수 있는 초정밀 측정능력과 0.2% (Sulphanilic acid) 보다 훨씬 낮은 상대표준편차의 탁월한 재현성 |
| ● |
혁신적 기술과 정품소모품 지원에 의한 매우 낮은 시료당 측정 비용 |
| ● |
매우 쉽고 빠른 장비 설치 |
| ● |
누구나 손쉽게 할 수 있는 장비 유지 보수 |
| ● |
누구나 쉽게 사용할 수 있도록 설계된 혁신적인 User Interface |
| ● |
FDA 규정이 필요한 제약, 화장품, 식품 분야에서 사용하기 위한 조건인 21 CFR Part 11 Package 가능 (option) |
EMA 502 Carbon, Hydrogen, Nitrogen, Sulfur & Oxygen Elemental Analysis
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