Cette méthode permet de mesurer la quantité de carbone oxydé par du permanganate. De la terre fine sèche est mise en contact avec une solution aqueuse de permanganate de potassium (KMnO4) diluée à 0.02 M. Le permanganate (MnO4) est un oxydant qui réagit avec les formes les plus facilement oxydables de matière organique en convertissant le Mn (VII) violet en Mn (II) incolore. L’absorbance (550 nm) de la solution (intensité de la coloration violette) est proportionnelle à la concentration en permanganate non réduit. Plus l’absorbance est faible, plus la quantité de carbone labile du sol est élevée.
Utiliser les équipements de protection individuels adapté (blouse coton, gants nitrile, lunettes) et récupérer tous produits contenant du permanganate de potassium dans un bidon pour les intégrer dans des circuits de recyclage adaptés.
Le principale danger de cette méthode provient du risque d’inhalation de poussières extrêmement toxiques de KMnO4. La manipulation du KMnO4 doit se faire sous sorbonne ou hotte chimique de laboratoire. C'est notamment pour cette raison que nous distribuons que des solutions de KMnO4 diluées.
Version seringues:
Pour 30 mesures + l’étalonnage : 1 – 70ml de solution de Permanganate de Potassium dans CaCl2 (pH 7,2) à 0,2M dans une bouteille en verre ambré 2 – 5 seringues 2ml 3 – 30 seringues 1ml + 5 pour l’étalonnage 4 – 30 tubes falcon 50ml + 8 pour l’étalonnage Pour la mesure au spectrophotomètre : 5 – 30 pipettes pasteur + 5 pour l’étalonnage 6 – 30 cuvettes spectro 4ml + 5 pour l’étalonnage
Version pipette:
Pour 30 mesures + l’étalonnage : 1 – 70ml de solution de Permanganate de Potassium dans CaCl2 (pH 7,2) à 0,2M dans une bouteille en verre ambré 2 – 30 pointes de pipette (0,5 – 5ml) + 10 pour l’étalonnage 3 – 30 tubes falcon 50ml + 8 pour l’étalonnage Pour la mesure au spectrophotomètre : 4 – 30 pipettes pasteur + 5 pour l’étalonnage 5 – 30 cuvettes spectro 4ml + 5 pour l’étalonnage
pour effectuer la mesure:
1 – 30 piluliers en verre avec bouchon clipsé
2 – Seringue de 20ml
3 – Pissette de 250ml
4 – 2 Portoirs pour 25 tubes falcon de 50ml
5 – Support pour 12 cuvettes spectro
et le matériel de prélèvement:
1 – 1 tamis inox maille 2mm – diamètre 20cm
2 – 1 tamis inox maille 5mm – diamètre 20cm
3 – 5 bassines PE 2,5l – diamètre 25cm – profondeur 9cm
4 – Marqueur
5 – 50 sachets de prélèvement (3l)
Micropipette automatique (0.5 - 5 ml) disponible dans la boutique Eïwa shop
Agitateur POXC (boutique Eïwa shop)
Spectrophotomètre de terrain (boutique Eïwa)
Balance portative (boutique Eïwa)
Power Bank (boutique Eïwa)
Gants nitrile + lunette de protection + blouse
Truelle, tarière ou cylindre de prélèvement
Chronomètre (si vous n'utilisez pas l'agitateur POXC)
des barquettes en aluminium pour sécher les échantillons
eau déminéralisée
Teneur en carbone labile
Brauman A., Thoumazeau A., Félix-Faure J., Rakotondrazafy N., Protocoles Biofunctool® Un set d'indicateurs pour évaluer la santé des sols - CIRAD, IRD 2019-2024
Weil RR, Islam KR, Stine MA, Gruver JB, Samson-Liebig SE. 2003. Estimating active carbon for soil quality assessment: A simplified method for laboratory and field use. American Journal of Alternative Agriculture 18:3–17.
Culman S., Freeman M., Snapp S., 2012. Procedure for the Determination of Permanganate Oxidizable Carbon. Available at : https://lter.kbs.msu.edu/protocols/133.
Cette étape est à réaliser avant chaque série de mesure.
À partir de la solution mère KMnO4 0.2M préparée précédemment,
préparer dans des Falcon de 50 ml 4 étalons selon le tableau ci-dessous, en utilisant la micropipette 500 - 5000 µl puis homogénéiser.
Numéro tube étalon
Concentration finale étalon
Volume de solution mère KMnO4 0.2M
Volume d’eau déminéralisée
1
0.005 M
500 µl
19.500 ml
2
0.01 M
500 µl
9.500 ml
3
0.015 M
750 µl
9.250 ml
4
0.02 M
1000 µl
9 ml
la première dilution conduit à 20 ml de solution 0.005 M pour s'adapter aux caractéristiques de la micropipette 500-5000 µl, les trois autres à 10ml
Diluer 100 fois les étalons : transférer, avec une pipette automatique, 0.5 ml de chaque étalon dans de nouveaux tube Falcon de 50ml, et compléter jusqu’au trait de jauge 50 ml avec de l’eau déminéralisée à l’aide d’une pissette.
Numéro tube étalon dilué
Concentration finale étalon dilué
Etalon intermédiaire utilisé
Volume de l’étalon intermédiaire correspondant
Volume d’eau déminéralisée
1’
0.05 mM
1
0.5 ml
49.5 ml
2’
0.1 mM
2
0.5 ml
49.5 ml
3’
0.15 mM
3
0.5 ml
49.5 ml
4’
0.2 mM
4
0.5 ml
49.5 ml
Homogénéiser et mesurer l’absorbance à 550 nm des étalons dilués avec un spectrophotomètre.
Le blanc du spectrophotomètre est fait avec de l’eau distillée.
Construire la courbe de calibration en suivant l’exemple ci-dessous
NOTE : La molarité des étalons est affichée en Y (et non celle des étalons dilués) mais les valeurs d’absorbance correspondantes, en X, sont celles des étalons dilués. La courbe est construite de cette façon car les étalons correspondent à la concentration (KMnO4 0.02M) utilisée pour réagir avec le sol. C'est avec cette concentration (O.02M) que sont exprimés les résultats dans la formule ci-dessous.
Prélever le sol sur 0-10 cm de profondeur à l’aide d’une tarière ou d’un cylindre de prélèvement
Tamiser à 2 mm, puis sécher à l’air (dans une barquette p ex).
Éviter de mettre les sols au soleil, préférer un endroit sec et ventilé, à l’abri de la lumière directe du soleil (voir protocole « Humidité du sol (séchage à l’air) »).
Peser 2.5 g de terre fine séchée à l’air – Noter la masse exacte – et l’introduire dans un tube Falcon de 50 ml.
Ajouter 18 ml d’eau distillée avec une pipette automatique ou une seringue.
Ajouter ensuite 2 ml de la solution mère de KMnO4 0.2M à l’aide d’une pipette automatique .
Bien fermer le tube Falcon et agiter pendant 2 min avec un agitateur adapté.
S’il n’est pas possible d’utiliser un agitateur, on peut réaliser l’agitation à la main durant 2 min / échantillon, en respectant un rythme d’agitation de 1 mouvement par seconde.
Ouvrir le tube Falcon et laisser reposer pendant 10 min (l'agitateur POXC chronomètre le temps de repos et vous averti au bout de 10 minutes).
Prélever 0.5 ml de solution et la transvaser dans un nouveau tube Falcon.
Changer de cônes ou de seringue entre chaque échantillon
Ajouter 49.5 ml d’eau distillée à l’aide d’une pissette puis homogénéiser.
Transvaser la solution dans une cuvettes et mesurer l’absorbance à 550 nm avec le spectrophotomètre portable mini spectro V4.1
Le blanc du spectrophotomètre est fait avec de l’eau déminéralisée.
Après avoir effectué les prélèvements sur le terrain, les mesures peuvent aussi être réalisées d'une façon plus confortable en salle.
Où :
POXC (mg.kg-1soil) : carbone labile du sol.
[KMnO] (mol.L-1) : concentration initiale de la solution de KMnO4 (0.02).
alpha : pente de la courbe d’étalonnage.
Abs: absorbance (550 nm)
béta: ordonnée à l’origine de la courbe d’étalonnage.
Cox (mgC.mol-1) : quantité de C oxydé avec 1 mole de MnO4 (9000).
Vol KMnO4 (L) : volume du KMnO4 ayant réagi (0.02).
mTFair(kg) : masse de terre fine séchée à l’air (0.0025).
w105 (%) : humidité résiduelle de la terre fine à 105°C.
L’humidité résiduelle de l’échantillon utilisé est calculée en suivant le protocole « Teneur en eau à 105°C (humidité résiduelle) ».
