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(guó)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(zhuān)門(mén)的儀器——總有機(jī)碳分析儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)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(guò)添加二氧化鈦,過(guò)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(jiǎn)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(jiǎn)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(zhǎng),必須使用酸、催化劑和載氣。 超臨界水氧化法,超臨界水氧化技術(shù)原先被用于處理大體積廢水、污泥和被污染過(guò)的土壤。品牌是首家將這種技術(shù)運(yùn)用于商業(yè)實(shí)驗(yàn)室TOC分析儀的公司,當(dāng)溫度和壓力高于水的臨界點(diǎn)(375C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(wú)機(jī)物也無(wú)妨。而且使用技術(shù)的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(chēng)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)法是品牌的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(guò),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),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(guò)光路中的被測(cè)氣體,透過(guò)窄帶濾波片,到達(dá)紅外探測(cè)器。通過(guò)測(cè)量進(jìn)入紅外傳感器的紅外光的強(qiáng)度,來(lái)判斷被測(cè)氣體的濃度。缺點(diǎn)是:檢測(cè)限較高,無(wú)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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