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TOC限度值计算

2020.4.01

  总有机碳(TOC)是以碳的含量表示水中有机物的总量,结果以碳(C)的质量浓度(mg/L)表示。碳是一切有机物的共同成分,组成有机物的主要元素,水的TOC值越高,说明水中有机物含量越高,因此,TOC可以作为评价水质有机污染的指标。当然,由于它排除了其他元素,如高含N、S或P等元素有机物在燃烧氧化过程中,同样参与了氧化反应,但TOC以C计结果中并不能反映出这部分有机物的含量。

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  基本原理

  用稀盐酸去除样品中的无机碳,然后在高温氧气流中燃烧,使总有机碳转化成二氧化碳,再根据二氧化碳与总有机碳之间碳含量的对应关系,最后经红外检测器/热导检测器检测出二氧化碳的含量再计算出总有机碳的含量。 [1]

  样品要求

  (1)样品须经盐酸除去无机碳,且测试样品必须干燥。

  (2)样品磨碎至粒径小于0.2mm。 [2]

  分类

  TOC的测定是采用仪器法,按工作原理不同,可分为燃烧氧化-非分散红外吸收法、电导法、湿法氧化-非分散红外吸收法等。其中燃烧氧化-非分散红外吸收法流程简单、重现性好、灵敏度高,在国内外被广泛采用。燃烧氧化-非分散红外吸收法测定TOC又分为差减法和直接法两种。由于个别含碳有机物在高温下也不易被燃烧氧化,因此所测得的TOC值常稍低于理论值。 [2]

  测试方法

  (一)差减法

  (1)差减法原理:将一定体积的水样连同净化氧气或空气(干燥并除去二氧化碳)分别导入高温燃烧管(900~950℃)和低温反应管(150℃)中,经高温燃烧管的水样在催化剂(铂和二氧化钴或三氧化二铬)和载气中氧的作用下,有机化合物转化成为二氧化碳;经低温反应管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解成二氧化碳。其所生成的二氧化碳依次进人非色散红外线检测器。由于 --定波长的红外线被二氧化碳选择吸收,并在一定浓度范围内,二氧化碳对红外线吸收的强度与二氧化碳的浓度成正比,故可对水样中的总碳(TC)和无机碳(IC)进行分别定量测定。

  总碳与无机碳的差值,即为总有机碳。因此,TOC可由下式计算得到:TOC=TC-IC

  测试要点:

  ①邻苯二甲酸氢钾作为水中有机物的标准试剂,无水碳酸钠和碳酸氢钠作为水中无机物的标准试剂。通常要求两类试剂均先配制成质量浓度为400mg/L(以C计)的储备液。

  ②由标准储备液逐级稀释配制不同质量浓度的有机物、无机物标准系列溶液,分别注人燃烧管和反应管,根据吸收峰高与对应质量浓度的关系,绘制标准工作曲线。

  ③取适量水样分别注入TOC的注人燃烧管和低温反应管,所得TC和IC峰高可由标准工作曲线和计算公式得到水样的TOC值,或由仪器直接给出结果值。

  (二)直接法

  (1)直接法原理:将水样加酸酸化为pH值小于2,通入氮气曝气,使无机碳酸盐转变为二氧化碳并被吹脱而去除。再将水样注人高温燃烧管,便可直接测得总有机碳。除需要先将水样中的无机碳吹脱去除之外,其他原理同减压法。

  该方法由于通氮气吹脱无机物产生的CO2,同时会使挥发性有机物有所损失,从而影响测定结果,所以对含挥发性有机物高的水样不适用。

  (2)测试要点:

  ①先将水样加酸酸化至pH值小于2,通入氮气曝气,使无机碳酸盐转变为二氧化碳并被完全吹脱。

  ②邻苯二甲酸氢钾作为水中有机物的标准试剂,通常要求先配制成浓度为400mg/L(以C计)的储备液。

  ③由标准储备液逐级稀释配制不同浓度的有机物标准系列溶液,注人燃烧管,根据吸收峰高与对应浓度的关系,绘制标准工作曲线。 [3]


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