1. 背景與挑戰

在測定含碳酸鹽的土壤或全巖樣品中有機碳同位素比值（δ13C）時，碳酸鹽（如方解石、白云石等）的存在會嚴重干擾測試結果。原因包括：

• 碳酸鹽在酸處理或高溫條件下會釋放無機碳（δ13C通常與有機碳差異顯著）；

• 直接燃燒法會將有機碳和無機碳共同轉化為CO?，導致δ13C值偏離真實值。

因此，需通過前處理有效去除碳酸鹽，同時保留有機碳的完整性。

2. 前處理流程

2.1 樣品預處理

1. 樣品干燥與粉碎

   • 將樣品在40°C下低溫烘干（避免高溫導致有機質分解）；

   • 研磨至200目（75 μm）以下，確保均一性。

2. 碳酸鹽去除
   方法選擇：根據樣品特性選擇酸處理或低溫熱解法。

   （1）酸處理法（推薦鹽酸處理）

   • 步驟：
     ① 稱取50–100 mg樣品置于離心管中；
     ② 加入1 mol/L HCl（過量，確保完全反應），室溫下靜置24小時（或超聲輔助處理1小時）；
     ③ 離心（3000 rpm, 10分鐘），棄去上清液；
     ④ 用去離子水洗滌3次至中性（pH試紙檢測），避免有機碳流失；
     ⑤ 60°C烘干備用。

   • 注意事項：

     • 避免使用濃鹽酸或加熱，防止有機質氧化；

     • 對酸敏感樣品（如含可溶性有機質）可改用稀鹽酸（0.1 mol/L）分步處理。

   （2）低溫熱解法（替代方案）

   • 在通入惰性氣體（N?/Ar）條件下，300°C加熱2小時分解碳酸鹽（需驗證有機碳未損失）。

2.2 空白實驗與損失校正

• 處理前后稱重，計算碳酸鹽含量；

• 通過標準物質（如國際標樣IAEA-C6）驗證有機碳回收率。

3. 同位素比值測定

3.1 儀器選擇

• 元素分析儀-同位素比值質譜（EA-IRMS）聯用系統；

• 配置高溫燃燒爐（≥1000°C）確保有機碳完全氧化為CO?。

3.2 質量控制

1. 標樣校準：

   • 使用已知δ13C的有機標樣（如USGS24、IAEA-600）校準儀器；

2. 重復性測試：

   • 同一樣品平行處理3份，δ13C偏差應＜0.2‰。

4. 常見問題與解決方案

5. 參考文獻

1. Harris, D., et al. (2001). Chemical Geology, 175(3-4), 305–323.

2. ISO 10694:1995 - Soil quality - Determination of organic carbon by dry combustion.