水中總有機碳（TOC）的監測

水中總有機碳（ TOC）的監測

    我們的生活離不開水，若相當多的有機污染物存在于水中，將直接影響水體的質量，對我們的生活和生產造成危害，因此水和廢水的監測，越來越引起人們的重視。其中水體中總有機碳（TOC）含量的檢測，日益引起關注。它是以碳含量表示水體中有機物質總量的綜合指標。TOC的測定一般采用燃燒法，此法能將水樣中有機物全部氧化，可以很直接地用來表示有機物的總量。因而它被作為評價水體中有機物污染程度的一項重要參考指標。
　　 下面針對TOC儀器的測定原理、TOC分析方法及分析的步驟進行介紹。
　　 一、TOC儀器的測定原理
　　 總有機碳（TOC），由專門的儀器——總有機碳分析儀（以下簡稱TOC分析儀）來測定。TOC分析儀，是將水溶液中的總有機碳氧化為二氧化碳，并且測定其含量。利用二氧化碳與總有機碳之間碳含量的對應關系，從而對水溶液中總有機碳進行定量測定。
　　 儀器按工作原理不同，可分為燃燒氧化—非分散紅外吸收法、電導法、氣相色譜法等。其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法只需一次性轉化，流程簡單、重現性好、靈敏度高，因此這種TOC分析儀廣為國內外所采用。
　　 TOC分析儀主要由以下幾個部分構成：進樣口、無機碳反應器、有機碳氧化反應（或是總碳氧化反應器）、氣液分離器、非分光紅外CO2分析器、數據處理部分。
　　 二、燃燒氧化——非分散紅外吸收法
　　 燃燒氧化—非分散紅外吸收法，按測定TOC值的不同原理又可分為差減法和直接法兩種。
　　 1.差減法測定TOC值的方法原理
　　 水樣分別被注入高溫燃燒管（900℃）和低溫反應管（150℃）中。經高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化，使有機化合物和無機碳酸鹽均轉化成為二氧化碳。經反應管的水樣受酸化而使無機碳酸鹽分解成為二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次導入非分散紅外檢測器，從而分別測得水中的總碳（TC）和無機碳（IC）。總碳與無機碳之差值，即為總有機碳（TOC）。
　　 2.直接法測定TOC值的方法原理
　　 將水樣酸化后曝氣，使各種碳酸鹽分解生成二氧化碳而驅除后，再注入高溫燃燒管中，可直接測定總有機碳。但由于在曝氣過程中會造成水樣中揮發性有機物的損失而產生測定誤差，因此其測定結果只是不可吹出的有機碳值。
　　 三、水樣中TOC的分析步驟
　　 1.試劑準備
　　 （1）鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）：基準試劑
　　 （2）無水碳酸鈉：基準試劑
　　 （3）碳酸氫鈉：基準試劑
　　 （4）無二氧化碳蒸餾水
　　 2.標準貯備液的制備
　　 （1） 有機碳標準貯備液：稱取干燥后的適量KHC8H4O4，用水稀釋，一般貯備液的濃度為400mg/L碳。
　　 （2） 無機碳標準貯備液：稱取干燥后適量比例的碳酸鈉和碳酸氫鈉，用水稀釋，一般貯備液的濃度為400mg/L無機碳。
　　 3.有機碳、無機碳標準溶液的配制
　　 從各自的貯備液中按要求稀釋得來。
　　 4.校準曲線的繪制
　　 由標準溶液逐級稀釋成不同濃度的有機碳、無機碳標準系列溶液，分別注入燃燒管和反應管，測量記錄儀上的吸收峰高，與對應的濃度作圖，繪制校準曲線。
　　 5.水樣測定
　　 取適量水樣注入TOC儀器進行測定，所得峰高從標準曲線上可讀出相應的濃度，或由儀器自動計算出結果。
　　 6. 計算
　　 差減法：總有機碳（mg/L）=總碳－無機碳
　　 直接法：總有機碳（mg/L）=總碳
　　 四、應用
　　 目前，衛生防疫和水質監測部門越來越重視水中有機物的污染情況。TOC的檢測必不可少，各種類型的TOC分析儀在這些部門也得到了比較廣泛的應用。