水中的有機(jī)物質(zhì)的含量，以有機(jī)物中的主要元素一碳的量來表示，稱為總有機(jī)碳。TOC分析儀的測定類似于TOD的測定。在950℃的高溫下，使水樣中的有機(jī)物氣化燃燒，生成CO2，通過紅外線分析儀，測定其生成的CO2之量，即可知總有機(jī)碳量。
TOC分析儀的測定原理
總有機(jī)碳(TOC)，由專門的儀器——總有機(jī)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(jī)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(jī)碳之間碳含量的對應(yīng)關(guān)系，從而對水溶液中總有機(jī)碳進(jìn)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(dǎo)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(zhuǎn)化，流程簡單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，因此這種TOC分析儀廣為國內(nèi)外所采用。
TOC分析儀特性和優(yōu)點：
燃燒爐內(nèi)的容積大，防止管道堵塞，延長維護(hù)周期。
鉑催化劑為氧化反應(yīng)提供了較大的表面積，
簡單、實用的樣品注入系統(tǒng)
樣品流路冷卻系統(tǒng)，避免了復(fù)雜的散熱裝置；
實用、專利的高溫反應(yīng)系統(tǒng)
先進(jìn)的自診斷功能，分析儀自動保護(hù)
TOC分析儀性能：
自動TOC模式和清洗模式兩種工作方式
測量范圍XP模式0.02-1.999 ppb的有機(jī)碳,
標(biāo)準(zhǔn)模式2.00-1999 ppb的有機(jī)碳
自動測量模式下的進(jìn)水要求15.0-18.2MΩ -cm
清洗模式下更寬的進(jìn)水要求0.05至100μS/cm
進(jìn)水壓力<100psig(690 kPa)
的檢出限0.02ppb和的顯示精度0.001ppb
可選擇RS485遠(yuǎn)距離傳輸或RS232就地打印及時數(shù)據(jù)
TOC分析儀主要由以下幾個部分構(gòu)成：進(jìn)樣口、無機(jī)碳反應(yīng)器、有機(jī)碳氧化反應(yīng)(或是總碳氧化反應(yīng)器)、氣液分離器、非分光紅外CO2分析器、數(shù)據(jù)處理部分。
TOC分析儀以測量制藥行業(yè)用水中的有機(jī)物這一新的USP專論為指南，比較兩種總有機(jī)碳TOC分析儀---濕法氧化分析儀和燃燒法分析儀。
一、濕法氧化(過硫酸鹽)- 非色散紅外探測 (NDIR)
該方法是在氧化之前經(jīng)磷酸處理待測樣品 ,去除無機(jī)碳,而后測量 TOC的濃度?，F(xiàn)代的TOC連續(xù)分析儀中，絕大部分都是濕法氧化。濕法氧化對于復(fù)雜的水體(例如:腐殖酸、高分子量化合物等)氧化不充分,所以不適用 TOC含量高的水體 ,但是對于常規(guī)水體如地表水是可以的。
二、高溫催化燃燒氧化 - 非色散紅外探測(NDIR)高溫催化燃燒氧化的應(yīng)用時間遠(yuǎn)比濕法氧化遲，但是因為高溫燃燒相對徹底,可以適用于污染較重的江河、海水以及工業(yè)廢水等水體。
三、紫外氧化 - 非色散紅外探測 (NDIR)
其方式與濕法氧化相同，不過是采用紫外光(185nm)進(jìn)行照射的原理,在樣品進(jìn)入紫外反應(yīng)器之前去除無機(jī)碳，得到更精確的結(jié)果。紫外氧化法,對于顆粒狀有機(jī)物、藥物、蛋白質(zhì)等高含量 TOC是不適用的,但可以用于原水、工業(yè)用水等水體。
四、紫外(UV)- 濕法(過硫酸鹽)氧化 - 非色散紅外探測(NDIR)這種方式是紫外氧化和濕法氧化兩者協(xié)同作用,相互補(bǔ)充,相互促進(jìn),氧化降解效果優(yōu)于其中任何一種方法。針對紫外氧化無法用于高含量TOC水體，兩者的協(xié)同可以測量污染較重的水體。因其適用性強(qiáng)、可測范圍廣泛的特點而普及度高，技術(shù)成熟。
五、電阻法
該法是近年來開始應(yīng)用的技術(shù) ,其原理是在溫度補(bǔ)償前提下,測量樣品在紫外線氧化前后電阻率的差值來實現(xiàn)的。但該方法對被測量的水體來源要求比較苛刻 ,只能用相對潔凈的工業(yè)用水和純水 ,應(yīng)用方向單一。
六、紫外法
紫外吸收光譜用于 TOC的檢測分析較早可追溯到 1972 年 ,Dobbs 等人對于 254nm處紫外吸光度值(A)和城市污水處理二級出水及河水的 TOC之間線性關(guān)系進(jìn)行了研究。經(jīng)過幾十年的發(fā)展, 由于具有快速、不接觸測量、重復(fù)性好、維護(hù)量少等優(yōu)點，該方法的應(yīng)用得到飛速發(fā)展。
七、電導(dǎo)法該法中涉及的主要器件是電導(dǎo)池，它由參比電極、測量電極、氣液分離器、離子交換樹脂、反應(yīng)盤管、NaOH電導(dǎo)液等組成。電導(dǎo)池的優(yōu)點是價格低、易普及 ,但穩(wěn)定性較差。
八、臭氧氧化法利用臭氧的強(qiáng)氧化性，采用臭氧氧化作為TOC的檢測技術(shù)，具有反應(yīng)速度快,無二次污染 ,以及較高的應(yīng)用價值。故此方法的應(yīng)用前景非?？捎^。
九、超聲空化聲致發(fā)光法超聲化學(xué)已成為一個蓬勃發(fā)展的研究領(lǐng)域 ,聲致發(fā)光的研究已涉及到環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域 ,我國的相關(guān)學(xué)者在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究方面做了大量的工作 ,近年來 ,這一獨特的方法已經(jīng)得到專家的認(rèn)可。具有無二次污染、不需添加試劑 ,設(shè)備簡單等優(yōu)點。
十、超臨界水氧化法適用于鹽分高的應(yīng)用，超零界水氧化(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?，F(xiàn)被運用于商業(yè)實驗室TOC分析儀，將進(jìn)樣水的溫度和壓力提升至高于水的臨界點(375°C和3,200psi)時，有機(jī)廢物迅速被水中的氧化劑徹底氧化。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會造成負(fù)干擾的氯化物及其他無機(jī)物也無妨。
總有機(jī)碳（Total organic carbon，TOC）是水中有機(jī)物所含碳的總量，由于有機(jī)物是以碳鏈為骨架的一類化合物，所以這個指標(biāo)能完全反映有機(jī)物對水體的污染水平。為測定水中有機(jī)物所含碳量，先把水中有機(jī)物的碳氧化成二氧化碳，消除干擾因素后由二氧化碳檢測器測定，再由數(shù)據(jù)處理把二氧化碳?xì)怏w含量轉(zhuǎn)換成水中有機(jī)物的濃度。經(jīng)過不斷的研究實驗，TOC檢測方法從傳統(tǒng)的復(fù)雜技術(shù)漸漸變成便捷準(zhǔn)確。
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