沉積物中有機(jī)碳含量的測(cè)定 可見-近紅外光譜法-地方標(biāo)準(zhǔn)編制說明

《沉積物中有機(jī)碳含量的測(cè)定可見-近紅外光譜法(報(bào)批稿)》山東省地方標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、工作簡(jiǎn)況(一)任務(wù)來源2021年2月，省市場(chǎng)監(jiān)管局發(fā)布了《關(guān)于征集2021年在全省各相關(guān)部門和領(lǐng)域進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的征集。省海洋局也隨后發(fā)布了《山東省海洋局關(guān)于征集海洋領(lǐng)域2021年度洋生態(tài)修復(fù)保護(hù)等重點(diǎn)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。經(jīng)過前期申請(qǐng)和答辯，于2021年9月30日，立項(xiàng)本標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)“沉積物有機(jī)碳含量速測(cè)技術(shù)規(guī)范”,項(xiàng)目編號(hào)2021-T-212,依托山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所開展標(biāo)準(zhǔn)制定的相關(guān)工作。后針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的特色和特征，強(qiáng)調(diào)可見-本標(biāo)準(zhǔn)由山東省海洋局提出，山東省海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委(二)起草單位、起草人及任務(wù)分工山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所一直從事海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)，已經(jīng)形成從岸基、近海到深海大洋，從空中、水面、水下到海底的立體觀測(cè)研究體系，建有國(guó)家海洋監(jiān)測(cè)設(shè)備工程技術(shù)研究中心、國(guó)家海洋儀器裝備國(guó)際聯(lián)合研究中心、國(guó)家海洋監(jiān)測(cè)設(shè)備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和國(guó)家海洋高技術(shù)領(lǐng)域成功產(chǎn)業(yè)化基地4個(gè)國(guó)家級(jí)創(chuàng)新平臺(tái)，以及山東省海洋監(jiān)測(cè)儀器裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和山東省海洋監(jiān)測(cè)設(shè)備工程實(shí)驗(yàn)室2個(gè)省級(jí)平臺(tái)，具有質(zhì)量管理體系認(rèn)證和國(guó)家認(rèn)監(jiān)委的海洋計(jì)量認(rèn)證資格。儀器環(huán)境實(shí)驗(yàn)方法第10部分：鹽霧試驗(yàn)》、《海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)環(huán)境方法第8部分：溫度變化試驗(yàn)》、《便攜式流速流量?jī)x》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)制定方面具有扎實(shí)的工作基起草人主持完成了山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家獎(jiǎng)勵(lì)基金項(xiàng)目“陸地土壤和海洋沉積物有機(jī)質(zhì)組成的檢測(cè)方法研究”究”(ZR2018LD007)等省級(jí)項(xiàng)目，逐漸形成本標(biāo)準(zhǔn)的主要隨著國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“光譜速測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究：原位監(jiān)測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)的形成及動(dòng)態(tài)”(32171578)、山東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“膠州灣新鮮沉積物碳氮磷的多種項(xiàng)目“基于高光譜儀與光譜儀模型共享的海洋沉積物不同粒度碳含量監(jiān)測(cè)的研究”(ZR2021QF028)等項(xiàng)目的執(zhí)行，驗(yàn)證了本標(biāo)準(zhǔn)的系列技術(shù)細(xì)節(jié)，最終形成送審草案。養(yǎng)分含量速測(cè)軟件V1.0”、“基于光譜法土壤水分校正軟件2、主要起草人：范萍萍、李雪瑩、邱慧敏、侯廣利，儀表研究所(山儀所)應(yīng)用研究員，一直從事土壤/沉積物多參數(shù)的光譜分析技術(shù)開發(fā)，完成標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和草案；李標(biāo)準(zhǔn)提供數(shù)據(jù)分析技術(shù)支持；邱慧敏，博士，山儀所助理研驗(yàn)驗(yàn)證；侯廣利，山儀所研究員，主要從事光學(xué)工程，為本標(biāo)準(zhǔn)提高光學(xué)細(xì)節(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和技術(shù)支持；任國(guó)興，博士，山儀所副研究員，主要從事儀器開發(fā)，為本標(biāo)準(zhǔn)提供儀器技術(shù)為本標(biāo)準(zhǔn)提供標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)指導(dǎo)；孫繼昌，山儀所研究員，主要從事海洋生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)，主要為本標(biāo)準(zhǔn)提供文案修改和(一)政策背景沉積碳庫的主要參數(shù)。因此，針對(duì)沉積物有機(jī)碳含量，開發(fā)了多種室內(nèi)檢測(cè)方法；比如熱導(dǎo)法(GB17378.5-2007)、重非色散紅外吸收法(GB/T20740-2014),為準(zhǔn)確定量沉積物中的有機(jī)碳含量、監(jiān)測(cè)海洋沉積環(huán)境及其變遷、估算海洋沉隨著海洋強(qiáng)國(guó)等國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施，快速、綠色檢測(cè)技術(shù)需求日益加劇。海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略需要智慧海洋。通過高效、便捷的信息采集技術(shù)，監(jiān)測(cè)海洋狀態(tài)與過程(使其透明化),科學(xué)分析和預(yù)測(cè)海洋健康狀況及走勢(shì)(使其智慧化),從而實(shí)現(xiàn)海洋生態(tài)與環(huán)境保護(hù)、海洋資源開發(fā)、海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展、海洋權(quán)益維護(hù)的戰(zhàn)略目標(biāo)。可見，信息化檢測(cè)技術(shù)是海洋強(qiáng)沉積物中有機(jī)碳含量的快速綠色檢測(cè)技術(shù)作為信息化檢測(cè)技術(shù)的典型代表，將為同類環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)的開發(fā)提供有效參考。因此，沉積物有機(jī)碳含量的快速、綠色檢測(cè)也因此山東是一個(gè)海洋大省，正在努力躋身海洋強(qiáng)省。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為規(guī)范行業(yè)發(fā)展的必要條件，是服務(wù)和踐行海洋強(qiáng)省戰(zhàn)略的重要保障。沉積物有機(jī)碳含量作為海洋生態(tài)系統(tǒng)功能的主要基本指標(biāo)，建立其快速、綠色檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有助于提高檢測(cè)效率、保護(hù)環(huán)境，滿足海洋信息化數(shù)據(jù)庫及相關(guān)平臺(tái)的建設(shè)需求，為山東近海生態(tài)保護(hù)與管理及海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基礎(chǔ)技術(shù)保障，更好的服務(wù)和踐行海洋強(qiáng)省戰(zhàn)略。(二)技術(shù)背景業(yè)、糧油、飼料等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，建立了相關(guān)速測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，極大推動(dòng)了這些領(lǐng)域的發(fā)展。但是，在沉積物甚至還有領(lǐng)域，就缺乏能夠推動(dòng)其信息化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)沉積物復(fù)雜體系中的有機(jī)碳含量的快速、綠色檢測(cè)，也涌現(xiàn)了大量的研究和應(yīng)用，但由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)，各研究之間無法進(jìn)行比較，也從而制約了其應(yīng)用拓展。(三)本標(biāo)準(zhǔn)制定的意義技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為規(guī)范行業(yè)發(fā)展的必要條件，是服務(wù)和踐行本標(biāo)準(zhǔn)的制定有助于提高檢測(cè)效率、保護(hù)環(huán)境，滿足海洋信息化數(shù)據(jù)庫及相關(guān)平臺(tái)的建設(shè)需求，為山東近海生態(tài)保護(hù)與管理及海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基礎(chǔ)技術(shù)保障，更好的服務(wù)和(一)起草過程1、前期準(zhǔn)備(2021年9月)2、工作調(diào)研(2021年10月-12月)(1)資料搜集標(biāo)準(zhǔn)起草人充分收集了國(guó)內(nèi)外已發(fā)布的近紅外光譜相quality-Determinationofcarbonandnitrogenbynear-i5部分：沉積物分析》(GB17378.5-2013)、《海洋沉積物中行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如《海洋監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程第2部分：沉積物》(HYT海域環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范第四部分近海海域沉積物監(jiān)測(cè)》(HJ442.4-2020),地方標(biāo)準(zhǔn)如《森林土壤有機(jī)質(zhì)的測(cè)定-分-直接加熱法》(DB12/T961-2述已收集到的相關(guān)資料，掌握了國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定情況，針對(duì)沉積物有機(jī)碳含量的室內(nèi)檢測(cè)，起草組走訪了青島市環(huán)保局黃島分局環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、中國(guó)海洋大學(xué)化工學(xué)院、青島大學(xué)環(huán)境學(xué)院、青島科技大學(xué)材料學(xué)院等單位及3個(gè)第三方檢測(cè)公司，對(duì)沉積物中有機(jī)碳含量的檢測(cè)現(xiàn)狀及速測(cè)需3、起草標(biāo)準(zhǔn)(2022年1月至2022年6月)在前期工作基礎(chǔ)上，完成標(biāo)準(zhǔn)草案的一稿。在標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)組的指導(dǎo)下，從格式和內(nèi)容上進(jìn)行了3次大修，并對(duì)爭(zhēng)議部分如儀器性能進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，最終形成征求意見稿。得到起草組成員和指導(dǎo)組的一致認(rèn)可。4、征求意見(2022年7月至2022年11月)(1)借會(huì)議征求意見考，并在會(huì)議上展示標(biāo)準(zhǔn)草稿，向6位專家征求意見。(2)通過郵件和微信向省內(nèi)相關(guān)專家征求意見分別向山東大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)、青島大學(xué)、山東師范大學(xué)等23位專家發(fā)郵件或微信，征求對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)的意見。另外，還通過國(guó)際近紅外會(huì)議群，征求專家意見，收到3位業(yè)內(nèi)權(quán)威專家的意見，其中褚小立研究員還利用其抖音發(fā)布了(3)通過省海標(biāo)委網(wǎng)站公開征求意見(hitp://.c截至2022年11月底，共征求了來自北京大學(xué)、中國(guó)石油大學(xué)(華東)、山東大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)、山東師范大學(xué)、青島大學(xué)、青島科技大學(xué)、山東科技大學(xué)、自然資源部第一海洋研究所、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所、中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所、國(guó)家海洋局監(jiān)測(cè)中心、國(guó)家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測(cè)中心、山東省海洋科學(xué)研究院、青島環(huán)境保護(hù)局西海岸分局環(huán)境監(jiān)控中心、中科院南京地理與湖泊研究所、中科院植物研究所、中石化石油化工研究院等單位的34名專家的意見。這些專家所在單位如表1所示，分屬于監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)、高校、科研院所、管理機(jī)構(gòu)、企業(yè)的比例分別為12%、36%、28%、4%、20%。同時(shí)，按照要求在山東省海洋標(biāo)準(zhǔn)34名專家中高級(jí)職稱(教授、副教授、教授級(jí)高工、高級(jí)工程師、研究員、副研究員)27人，占征求意見總?cè)藬?shù)的79.4%;中級(jí)職稱(講師、工程師、助理研究員)7人，占總?cè)藬?shù)的20.6%。34名專家共提出修改意見59條，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)完善提出了很好的修改意見和建議。標(biāo)準(zhǔn)起草單位對(duì)反饋意見進(jìn)行整理、分析和處理，其中采納52條(占總意見數(shù)量的88.1%),部分采納1條(占總意見數(shù)量的1.7%),未采納6條(占總意見對(duì)不予采納和部分采納的意見說明了理由。1監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)，3個(gè)國(guó)家海洋局北海環(huán)境監(jiān)測(cè)中心國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心青島市環(huán)保局西海岸分局環(huán)境監(jiān)控中心2高校，9個(gè)北京大學(xué)中國(guó)海洋大學(xué)山東師范大學(xué)青島大學(xué)青島科技大學(xué)山東科技大學(xué)齊魯工業(yè)大學(xué)南京師范大學(xué)南京理工大學(xué)3科研院所，7個(gè)自然資源部第一海洋研究所中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所中科院煙臺(tái)海岸帶研究所中科院南京地理與湖泊研究所中科院植物研究所山東省海洋科學(xué)研究院中石化石油化工研究院4管理機(jī)構(gòu)，1個(gè)國(guó)家深海基地5企業(yè)，5個(gè)珠海橫琴石化產(chǎn)品銷售有限公司山東潔衍特檢測(cè)有限公司山東藍(lán)普檢測(cè)技術(shù)有限公司青島菲優(yōu)特檢測(cè)有限公司項(xiàng)目組根據(jù)專家的意見和建議，進(jìn)行《沉積物有機(jī)碳含量速測(cè)技術(shù)規(guī)范》的修改完善工作，形成(送審討論稿),并編寫完成標(biāo)準(zhǔn)(送審討論稿)的編制說明。5、報(bào)送山東省海洋標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)初步審查與專家咨詢將《沉積物有機(jī)碳含量速測(cè)技術(shù)規(guī)范》(送審討論稿)和編制說明報(bào)山東省海洋標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)秘書處進(jìn)行初步審2022年12月9日，受山東省海洋局委托，山東省海洋標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)秘書處組織召開了山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《沉積物有機(jī)碳含量速測(cè)技術(shù)規(guī)范》專家論證會(huì)議。會(huì)議邀請(qǐng)5名專家組成標(biāo)準(zhǔn)論證專家組，與會(huì)專家聽取了起草單位關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)編制情況的匯報(bào)和說明，審查了送審討論稿、編制說明和意見匯總表，專家一致同意通過標(biāo)準(zhǔn)論證。編制組根據(jù)專家意見對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了逐條修改完善，形成了《送審稿》報(bào)標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門組織專家審查。經(jīng)省海標(biāo)委和省海洋局審核后，報(bào)送至省市場(chǎng)監(jiān)管局申請(qǐng)審查。(四)標(biāo)準(zhǔn)審查標(biāo)準(zhǔn)送審后，省海洋局和海標(biāo)委提出了2次修改，再次送審后，省市場(chǎng)監(jiān)管局委托委托省海洋局和省海標(biāo)委成立專家審查委員會(huì)，并于2023年9月14日在青島召開專家審查會(huì)議邀請(qǐng)9名專家組成了審查委員會(huì)，聽取了標(biāo)準(zhǔn)編制情況匯報(bào)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行了逐章、逐條審查。通過質(zhì)詢討論，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)材料進(jìn)行審查，提出了相關(guān)意見，起草組第一時(shí)間根據(jù)審查意見對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修改完善，審查委員會(huì)對(duì)修改專家審查會(huì)建議標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為《沉積物中有機(jī)碳含量建議起草單位盡快完成報(bào)批材料后，上報(bào)山東省市場(chǎng)監(jiān)督管三、地方標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要技術(shù)內(nèi)容和確定依據(jù)(一)編制原則1、規(guī)范性原則。依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》(GB/T1.1-2020)以及《標(biāo)準(zhǔn)2、科學(xué)性原則。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中涉及的關(guān)鍵內(nèi)容，如光譜測(cè)量?jī)x器、測(cè)定步驟、方法說明等，應(yīng)該依據(jù)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)/試驗(yàn)支撐；對(duì)于背景知識(shí)類的內(nèi)容，如術(shù)語與定義，需要引3、需求性原則。充分考慮標(biāo)準(zhǔn)制定的目的和意義，及其與現(xiàn)有法律法規(guī)和其他標(biāo)準(zhǔn)的匹配和銜接，確保本標(biāo)準(zhǔn)能(二)主要技術(shù)內(nèi)容和確定依據(jù)在我國(guó)糧食、食用油、汽柴油、食品、藥品、飼料、紡量分析技術(shù)通則》(GB/T32198-2015)為范疇，同時(shí)參考法國(guó)土質(zhì)近紅外標(biāo)準(zhǔn)(NPX31-016-2014),確立本標(biāo)準(zhǔn)的主要主要主要包括：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語與定義、測(cè)定原理、光譜測(cè)量?jī)x器、測(cè)定步驟、方法說明。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的性質(zhì)和本標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了沉積物本標(biāo)準(zhǔn)具有一定的速測(cè)特點(diǎn)，尤其是針對(duì)長(zhǎng)期定點(diǎn)觀測(cè)的場(chǎng)景，本標(biāo)準(zhǔn)提供的技術(shù)方法有助于采集小時(shí)、日等短時(shí)尺度上的沉積物中有機(jī)碳含量的信息，這在檢測(cè)效率低的條件下，難以實(shí)現(xiàn)。因此，本標(biāo)準(zhǔn)尤其適用于高頻率、大樣本量的定點(diǎn)海域的沉積物中有機(jī)碳動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，但這屬于方法本1)可見-近紅外反射光譜由于本條術(shù)語在本標(biāo)準(zhǔn)中常用，因此做了特別說明。根據(jù)《分析化學(xué)手冊(cè)(第三版)-分子光譜分析》(化學(xué)工業(yè)出版社：北京)第八章第一節(jié)(P417)中的漫反射紅外光譜的最開始，我們提出了表達(dá)方式，用曲線的形式，量化可波長(zhǎng)為350nm~2500nm的光譜，照射干燥的粉末樣品表面，與樣品中的介質(zhì)發(fā)生吸收、反射、折射、散射等作用過程，2)標(biāo)準(zhǔn)白板在征求意見稿之前，未有本章。但是，根據(jù)方法標(biāo)準(zhǔn)的后來，在專家審查會(huì)上，專家建議把核心的內(nèi)容表達(dá)出來即可。測(cè)定原理最終表述為：利用漫反射定律，建立可見-近紅外光譜特征譜強(qiáng)度與沉積物中有機(jī)碳含量的關(guān)系模利用什么樣的光譜測(cè)量?jī)x器，采集反射光譜，是本標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容。為此，本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了大量的研究工作，比較了不同光譜儀在采集黃渤海沉積物的可見-近紅外反射光譜的差異，發(fā)現(xiàn)不同光譜儀對(duì)黃渤海沉積物有機(jī)碳的光譜分析結(jié)果也存在較大差異，成果發(fā)表在國(guó)內(nèi)外核心期刊上 2024(1)待刊),還授權(quán)發(fā)明專利1項(xiàng)(ZL202011288620.1)。比較了三種光譜儀，分別是安捷倫Cary5000、ASDFieldSpec4、海洋光學(xué)QEPro,各光譜儀的性能指標(biāo)如表2的綜合性能是最優(yōu)的，具有最優(yōu)的信噪比和雜散光指標(biāo)。表2三種光譜儀的技術(shù)參數(shù)FieldSpec4石英窗CCD和InGaAs光纖探頭光纖探頭波長(zhǎng)范圍/信噪比雜散光可見-近紅外反射光譜(350-2500nm),光譜曲線特征幾乎完全一致，尤其是近紅外部分，但Cary5000的反射率低于波長(zhǎng)Wavelength(nm)圖2黃渤海沉積物在三個(gè)光譜儀的可見-近紅外反射光譜數(shù)都具有更好的優(yōu)勢(shì)，因此在很多波段上的反應(yīng)都是敏感的。比如600nm、800nm、1450nm等等，但在FieldSpec4上不太顯著。這些波段都是有機(jī)碳的重要特征波段，由于Cary5000反應(yīng)靈敏，所以建模效果更好。通過K-S分類法、利用全波段，建立偏最小二乘回歸法建立沉積物有機(jī)碳的光譜模型；利用r2、RMSE和RPD評(píng)價(jià)r2高達(dá)0.99,RMSEC僅為0.04,驗(yàn)證集r2高達(dá)0.86,RMSEP=0.11,RPD=2.6。FieldSpec4和QEPro的建模集r2分別為0.98、0.75,建模集RMSE分別為0.06、0.18,而驗(yàn)證集r2分別為0.56、0.59,驗(yàn)證集RMSE分別為0.21、0.18,光譜儀FieldSpec4鑒于光譜速測(cè)技術(shù)對(duì)光譜測(cè)量?jī)x器的依賴性，要用于室5.2要求，選擇專用光譜儀或具有采集漫反射光譜功能的分光光度計(jì)等設(shè)備，儀器性能指標(biāo)包括需滿足以下特征： 能夠采集可見-近紅外漫反射光譜，波長(zhǎng)范圍涵蓋(350~2500)nm;其中，近紅外波長(zhǎng)重復(fù)性不低于0.02nm,近紅外波長(zhǎng)準(zhǔn)確性不低于0.4nm,波長(zhǎng)分辨率不大于3nm;信噪比>30000,近紅外雜散光<0.0002%; 自帶光譜采集軟件，具有反射光譜采集流程，可隨時(shí)利用標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行標(biāo)線校準(zhǔn)，能夠顯示并存儲(chǔ)待測(cè)物質(zhì)的本部分有較多建議，針對(duì)格式、光譜范圍、儀器指標(biāo)等問題提出了相關(guān)建議，在送審稿中全部采納。在專家審查會(huì)上，本部分也做了簡(jiǎn)化處理，只列出了關(guān)鍵信息儀或具有采集漫反射光譜功能的分光光度計(jì)等設(shè)備，儀器條——測(cè)量波段：350nm~2500nm;波長(zhǎng)準(zhǔn)確性：<0.4nm,波長(zhǎng)分辨率：≤3nm;包括4個(gè)步驟，分別是樣品制備、基線校準(zhǔn)、標(biāo)線制作、光譜測(cè)量和結(jié)果分析。征求意見稿中，有格式錯(cuò)誤，已在送章節(jié)6.1中，樣品制備按照GB17378.5中有關(guān)沉積物樣品的制備方法(如2013版供測(cè)定油類、有機(jī)碳、有機(jī)氯農(nóng)藥及多氯聯(lián)苯的分析樣品的制備),并根據(jù)監(jiān)測(cè)需求，進(jìn)行干燥(凍干、風(fēng)干或低溫干燥)、剔除礫石和顆粒較大的動(dòng)植物殘骸、研磨過篩。本章在專家審查會(huì)上，補(bǔ)充了上機(jī)測(cè)試之前的準(zhǔn)備，即如何把粉末樣品的反射光譜采集出來，需要做哪些準(zhǔn)備?本章節(jié)6.2中，基線校準(zhǔn)是為了提高儀器的信噪比，保證準(zhǔn)白板顯示的反射光譜是一條直線，并且數(shù)值穩(wěn)定在100,那么就已完成基線校準(zhǔn)，可進(jìn)行后續(xù)步驟的操作；否則，需要重復(fù)操作以上過程，直到完成基線校準(zhǔn)。章節(jié)6.3是標(biāo)線制作。這是本標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵核心技術(shù)點(diǎn)，因?yàn)闃?biāo)線的優(yōu)劣覺得檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。首先，要有可靠的有機(jī)碳含量，那么這個(gè)有機(jī)碳含量是用已有的標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定的，我們使用的是《海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范》第五部分：沉積物分析18.2熱導(dǎo)法(GB17378.5-200718.2)。由于光譜法即與待測(cè)樣品來自相同的海域，能夠包括較大區(qū)間的有機(jī)碳含量。這個(gè)說起來似乎很麻煩，但對(duì)于長(zhǎng)期定位觀測(cè)研究而言，之前有廣泛的采樣和記錄，實(shí)際上較容易建立這個(gè)“標(biāo)譜建模的流程，利用50個(gè)左右的已知有機(jī)碳含量的與待測(cè)樣品同源的訓(xùn)練樣品，采集這些樣品的反射光譜，經(jīng)光譜預(yù)處理、特征光譜提取、建模等步驟，建立沉積物有機(jī)碳光譜前期，針對(duì)本章節(jié)的建議最多，主要圍繞建模過程、建模樣品屬性、數(shù)量、模型的有效性及測(cè)試范圍等問題提出很多建議，大部分全部采納。在專家審查會(huì)上，專家的意見也章節(jié)6.4是光譜測(cè)量和結(jié)果分析，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)提出的測(cè)量中有關(guān)光譜分析的流程，進(jìn)行了修改。在專家審查會(huì)上，本部分對(duì)于待測(cè)樣品的光譜采集次數(shù)提出了質(zhì)疑，我們溯源了相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)測(cè)量過程中，差異主要在近紅外部分，故以800nm的反射光譜(40左右)的標(biāo)準(zhǔn)誤差不大于1,對(duì)應(yīng)的有機(jī)碳含量的標(biāo)準(zhǔn)誤差不大于6%。本章中，標(biāo)準(zhǔn)具體的表述，詳見標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿。有多個(gè)意見提出需要進(jìn)行結(jié)果表述，在送審稿中，補(bǔ)充了章節(jié)7(結(jié)果表述)。主要包括兩小節(jié)，7.1準(zhǔn)確性、7.2分辨率，提出了表述方式。根據(jù)黃渤海沉積物樣品的光譜模型，建立有機(jī)碳預(yù)測(cè)值的分布函數(shù)，如圖3所示。分布函數(shù)的平均濃度差值，就是針對(duì)建模集和預(yù)測(cè)集，分別計(jì)算預(yù)測(cè)值和實(shí)際值(實(shí)際值是之前用元素分析儀測(cè)定的，預(yù)測(cè)值是模型給出的)的差值，針對(duì)這些差值，繪制四分位數(shù)圖，如圖4所示。Cary5000FieldSpec4QEProCary50如表4所示，針對(duì)黃渤海沉積物有機(jī)碳(含量在0~2%之間),其光譜速測(cè)的分辨率達(dá)到0.01%;但誤差因光譜測(cè)量?jī)x器不同而有顯著差別，其中，利用安捷倫Cary5000光譜儀的光譜速測(cè)技術(shù)的誤差最小，絕對(duì)誤差為0.05%。0.012.410.01誤差因?yàn)榉直媛适轻槍?duì)儀器的技術(shù)指標(biāo)，補(bǔ)充了精密度，用標(biāo)準(zhǔn)四、與現(xiàn)行法律、行政法規(guī)和其他標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)行法律法規(guī)及其他標(biāo)準(zhǔn)都沒有矛盾。我國(guó)有20個(gè)現(xiàn)行的近紅外標(biāo)準(zhǔn)，分布在糧食、食用油、汽柴油