Pilot study CCQM-P239 “CO2 Isotope Ratios (expressed as δ13C and δ18O) in Carbon Dioxide in air mixtures” INRiM Final Report

In this technical report, the results obtained by the INRiM group “Gravimetric mixtures and organic analysis” for the participation in the Pilot Study CCQM-P239 “CO2 Isotope Ratios (expressed as δ13C and δ18O) in Carbon Dioxide in air mixtures” are presented. The results include the values obtained both during the preparation of the mixtures, before they were sent to the BIPM in October 2024, and those following the return of the gaseous mixtures to INRiM in September 2025, which were carried out to verify their stability. The pilot study CCQM-P239 is aimed at evaluating the level of compatibility of laboratories’ measurement capabilities to value assign isotope ratios of CO2, (δ13C vs VPDB and δ18O vs VPDB-CO2) in carbon dioxide in air gas mixtures. The study will also provide insight into the traceability chains and reference standards being employed to currently achieve these measurement results. The comparison, organized by the BIPM as a Model 2 comparison, requires that CO2 in air mixtures that have been previously value assigned by participants, are sent to the BIPM for comparison against the BIPM isotope ratio mass spectrometry - IRMS reference method for CO2 isotopes in CO2 in air mixtures. In the comparison protocol, participants are requested to submit a minimum of two and maximum of four standards that are representative of the standards they regularly work with over the CO2 in air amount fraction range (300 – 800) μmol/mol and CO2 isotope ratios expressed as δ13C delta values in the range (+2 / -43) ‰ vs VPDB.

Nel presente rapporto tecnico sono presentati i risultati ottenuti dal gruppo “Miscele gravimetriche e analisi organica” dell’INRiM per la partecipazione al confronto pilota CCQM-P239 “CO2 Isotope Ratios (expressed as δ13C and δ18O) in Carbon Dioxide in air mixtures”. I risultati includono sia i valori ottenuti in fase di preparazione delle miscele, prima dell’invio al BIPM a ottobre 2024, sia quelli successivi al ritorno delle miscele gassose in INRiM, effettuati come verifica della loro stabilità, a settembre 2025. Lo scopo del confronto pilota è la valutazione del livello di compatibilità delle capacità di misura dei laboratori partecipanti per l’assegnazione dei valori di composizione isotopica di CO2, (δ13C vs VPDB and δ18O vs VPDB-CO2) in miscele di biossido di carbonio (CO2) in aria a concentrazione atmosferica. Lo studio fornirà anche informazioni riguardanti le catene di riferibilità metrologica e i campioni di riferimento utilizzati per ottenere i risultati di misura. Il confronto, organizzato dal BIPM secondo un modello di tipo 2, prevede che le miscele di CO2 in aria, a cui è stato preventivamente assegnato il valore di composizione isotopica dai partecipanti, siano inviate al BIPM per effettuare il confronto con il metodo di riferimento del BIPM basato sulla spettrometria di massa (isotope ratio mass spectrometry – IRMS), per gli isotopi di CO2 in miscele di CO2 in aria. Nel protocollo del confronto è richiesto ai partecipanti di inviare da un minimo di due a un massimo di quattro miscele che siano rappresentative dei campioni di riferimento con cui lavorano abitualmente, nell’intervallo di frazione molare di CO2 in aria (300 – 800) μmol/mol e di composizione isotopica di CO2 espressa come δ13C nell’intervallo (+2 / -43) ‰ vs VPDB.