什麽是TOC?
總有機碳測(cè)量樣品中有機汙染物的量。TOC分析在全球範圍(wéi)內不斷進行,它對人類的安全和繁衍(yǎn)至關重要。有機汙染(rǎn)會降低離子交換(huàn)能力,誘(yòu)發不良生物生長,使處理過的水不能安全使用,且水處理會產生有害副產品,因此(cǐ)TOC分析有助於市政確(què)定其過程的有效性。
如何測量TOC?
簡而(ér)言之(zhī),TOC分析(xī)儀的工作是將有機(jī)化合物氧化成CO2,並測(cè)量產生的CO2量。無論哪種氧化技(jì)術,TOC都必須通(tōng)過測(cè)量或去除樣品總碳(TC)中的各種組分(fèn)來確定。這些組分定義如下:
總有機碳(TOC) - 有機分子中以共價(jià)鍵合(hé)的所有碳原子
無機碳(IC) - 碳酸鹽、碳酸氫鹽和溶解CO2
溶解有機碳(DOC) - 通過0.45μm孔徑過濾(lǜ)器(qì)的TOC組(zǔ)分
懸浮有機(jī)碳(也稱為顆粒有機碳) - 0.45μm過(guò)濾器(qì)截(jié)留的TOC組分
可吹除有機碳(POC,有時(shí)稱為(wéi)揮發性有機(jī)碳) - 在特定條件下,通過(guò)氣提從水溶液中去(qù)除的TOC組分
不可吹除有機碳(NPOC) - 氣(qì)提去除的TOC組分。在大多數情況下,無機碳是被吹除而不是被“測定(dìng)”,在這種情況下(xià),隻測定(dìng)NPOC,而POC並假定為可忽略。
該圖(tú)直觀地展示了TC的組(zǔ)分如何劃分的:

其他重(chóng)要術語
試劑空白 –在不引入樣品或標準品的情況下,由含有(yǒu)試劑(jì)的分析結果產(chǎn)生的檢測器響應。這(zhè)種反應由試(shì)劑、氣體、消(xiāo)解容器和/或管道中的碳汙染引起的。
標準(zhǔn)- 添加(jiā)任何已知碳量的樣品
水空白品或儀器方法空白 - 分析儀對水中碳含量的響應。在校準期(qī)間,通(tōng)過(guò)使用水作為零濃度標準來測量。

測(cè)定TOC
總有機碳由有機分子中的所有碳原子組成。具體而言,這是在去除無(wú)機碳後,有機化合物中通過氧化轉化為二氧化碳的所有(yǒu)碳的測量。測定TOC的兩種最常見的技(jì)術是減法測定TOC和吹除(chú)測定TOC。
在減法測定(dìng)TOC中,測量(liàng)IC並從測得的TC中減去IC:

減法測定TOC的優點是POC的損(sǔn)失最小。然而(ér),這種(zhǒng)技術有幾(jǐ)個缺(quē)點。與吹除測定TOC相比(bǐ),減法測定TOC處理量較差(chà),因為該方(fāng)法一個TOC結(jié)果需要兩次分析。該技術不應用於高含(hán)量的IC的樣品,其中IC含(hán)量超過預期TOC結果的50%。
在吹除測定TOC中,在進行任(rèn)何測量之前,從樣品中(zhōng)吹除IC。在這種技術中(zhōng),如果POC可以忽略,則TOC等於NPOC。由於這個原因,吹除測定TOC有時稱(chēng)為NPOC技(jì)術。

吹(chuī)除測定TOC比減法測定(dìng)TOC更快,因為它隻需要一次分析就能確(què)定TOC。對於含有大量IC的樣(yàng)品,它具有的準確度最高,而且由於沒有減去IC產生的幹擾(rǎo),總體精度更高,這種(zhǒng)技術的缺點是不測量POC。
主要步驟
TOC分析(xī)可分為四個主要步驟:樣品引入、氧化、檢測和顯示(shì)。其中每個步驟有幾種選擇;這(zhè)最終取決於所使用的TOC分析(xī)儀。
樣品引入
一個簡單吸管係統可用(yòng)於每次樣品引入(rù)。或者可(kě)以(yǐ)使用(yòng)配套的(de)自動進(jìn)樣器(qì),使用(yòng)戶可以將多個樣品加載到一個序列中進行分析。如果TOC分析儀是在線TOC分析儀,那麽它直接連接到水泵係統,並在設定的時間間隔自動(dòng)收集樣品進行分析(xī)。
氧化
幾種經批準的標準方法用於測量TOC,包括濕化學過硫酸鹽氧化和高溫催化氧化(燃燒)。濕化學TOC分析包括(kuò)通過催(cuī)化劑和加熱或UV燈將有機碳氧化(huà)成CO 2。濕化學氧化的這兩個分步驟是加熱過硫酸(suān)鹽和(hé)過硫酸鹽- UV。TOC分析的燃燒法包括將樣品注入裝有氧化催化劑的加熱反應(yīng)室。SM 5310B包含燃燒TOC,而SM 5310C包含加熱過硫酸鹽和過(guò)硫酸(suān)鹽-UV方(fāng)法。
檢測
在TOC分析中,檢測通常通過固態非色散紅外檢測器(NDIR)來測量樣品中的有機物含量。NDIR的工作原理是讓紅(hóng)外光束穿過(guò)含有CO 2樣品氣體的樣品室。然後測量樣品在特定波長範圍內吸收(shōu)的紅外線量。例如,CO 2吸收的紅外波長範圍4.26 μm。
顯示
最後(hòu),顯示是指如何將檢測步(bù)驟中獲得的數據可視化。這(zhè)一步極大(dà)地受益於21世紀的技術革命。許多TOC分(fèn)析儀(yí)配(pèi)有內部計算機(jī)和觸摸(mō)屏界麵,或者由外部PC上的軟件控製(zhì)。
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