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為什么要測(cè)量總有機(jī)碳TOC

時(shí)間：2023-02-16 11:00:31 訪客：309

總有機(jī)碳是水中有機(jī)物所含碳的總量，能完全反映有機(jī)物對(duì)水體的污染程度，常以“TOC”表示。TOC是一個(gè)快速檢定的綜合指標(biāo)，比BOD5或COD更能直接表示有機(jī)物的總量，通常作為評(píng)價(jià)水體有機(jī)物污染程度的重要依據(jù)。TOC分析已成為世界許多國家對(duì)水進(jìn)行處理和質(zhì)量控制的主要手段。另外，在飲用水供給、制藥、食品、半導(dǎo)體工業(yè)、廢物腐殖質(zhì)化程度分析、水系統(tǒng)的碳通量分析、土壤碳含量的測(cè)定、以及土壤的碳循環(huán)中都需要進(jìn)行TOC測(cè)定。

檢測(cè)總有機(jī)碳TOC，有專門的儀器——總有機(jī)碳分析儀（以下簡稱TOC分析儀）。TOC分析儀，是將水中的總有機(jī)碳氧化為二氧化碳，并且測(cè)定其含量。利用二氧化碳與總有機(jī)碳之間碳含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而對(duì)水溶液中總有機(jī)碳進(jìn)行定量測(cè)定。

TOC分析儀由兩大部分組成：第一，將水中的總有機(jī)碳充分氧化，生成二氧化碳CO2；第二，檢測(cè)新產(chǎn)生的CO2。

不同品牌和型號(hào)的TOC分析儀的區(qū)別在于實(shí)現(xiàn)這兩大基本功能的方法不同。常用的氧化技術(shù)有：燃燒氧化法、紫外線氧化法以及超臨界水氧化法；而對(duì)CO2的檢測(cè)方法又分：非色散紅外線檢測(cè)，直接電導(dǎo)率檢測(cè)以及選擇性薄膜電導(dǎo)率檢測(cè)。

紫外線氧化法，使用UV燈照射待測(cè)水樣，水會(huì)分解成羥基和氫基，羥基和氧化物結(jié)合會(huì)生成CO2和水，然后檢測(cè)新生成的CO2即可計(jì)算出總有機(jī)碳含量。在使用紫外線氧化法時(shí)，通過添加二氧化鈦，過硫酸鹽等可以提高氧化能力。紫外線氧化法的優(yōu)點(diǎn)是氧化效能高，保養(yǎng)簡單，缺點(diǎn)是UV燈管需要定期更換。

燃燒氧化法，其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法優(yōu)勢(shì)是只需一次性轉(zhuǎn)化，流程簡單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，缺點(diǎn)是探測(cè)器需頻繁校準(zhǔn)，體積大及預(yù)熱時(shí)間長，必須使用酸、催化劑和載氣。

超臨界水氧化法，超臨界水氧化（Supercritical Water Oxidation — SCWO）技術(shù)原先被用于處理大體積廢水、污泥和被污染過的土壤。當(dāng)溫度和壓力高于水的臨界點(diǎn)（375℃和3，200psi）時(shí)，有機(jī)廢物迅速被水中的氧化劑有效氧化。超臨界水的特性均可以使有機(jī)碳極高效、快速地氧化為二氧化碳，即便存在使用非超臨界氧化方式時(shí)會(huì)造成負(fù)干擾的氯化物及其他無機(jī)物也無妨。而且使用TOC分析儀對(duì)維護(hù)和校準(zhǔn)的要求也不高。超臨界水氧化法的優(yōu)點(diǎn)在于氧化完全迅速，可以耐受高鹽份化合物；缺點(diǎn)是不能檢測(cè)低TOC濃度的水樣。

對(duì)CO2的檢測(cè)方法，一般業(yè)界采用電導(dǎo)率檢測(cè)技術(shù)：一種是直接電導(dǎo)率法，另外一種是薄膜電導(dǎo)率檢測(cè)法（又稱選擇性膜電導(dǎo)率法）。采用兩種電導(dǎo)率法的TOC分析儀校驗(yàn)結(jié)果都很穩(wěn)定，檢測(cè)精度高。這兩種技術(shù)較主要的區(qū)別在于，直接電導(dǎo)率法比較容易受雜酸性，鹵化有機(jī)物等的干擾；而薄膜電導(dǎo)率檢測(cè)技術(shù)抗干擾性更佳。薄膜電導(dǎo)率檢測(cè)法是TOC分析儀使用較多的檢測(cè)方法，TOC分析儀使用的膜能防止雜離子的通過，確保檢測(cè)的只是CO2的含量，從而使TOC的讀數(shù)更為精確。

另一種CO2檢測(cè)方法為非色散紅外線檢測(cè)（Non-Dispersive InfraRed，NDIR），NDIR傳感器用一個(gè)廣譜的光源作為紅外傳感器的光源，光線穿過光路中的被測(cè)氣體，透過窄帶濾波片，到達(dá)紅外探測(cè)器。通過測(cè)量進(jìn)入紅外傳感器的紅外光的強(qiáng)度，來判斷被測(cè)氣體的濃度。缺點(diǎn)是：檢測(cè)限較高，無法測(cè)量低氣體濃度；結(jié)構(gòu)、軟件、硬件比較復(fù)雜，價(jià)格相對(duì)較貴。

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