如何測(cè)量TOC？

下面針對(duì)TOC儀器的測(cè)定原理、TOC分析方法及分析的步驟進(jìn)行介紹。

一、TOC儀器的測(cè)定原理

總有機(jī)碳（TOC），由專(zhuān)門(mén)的儀器――總有機(jī)碳分析儀（以下簡(jiǎn)稱TOC分析儀）來(lái)測(cè)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(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。

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(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，因此這種TOC分析儀廣為國(guó)內(nèi)外所采用。

TOC分析儀主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：進(jìn)樣口、無(wú)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。

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(cè)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(cè)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(yīng)管（150℃）中。經(jīng)高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化，使有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)碳酸鹽均轉(zhuǎn)化成為二氧化碳。經(jīng)反應(yīng)管的水樣受酸化而使無(wú)機(jī)碳酸鹽分解成為二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次導(dǎo)入非分散紅外檢測(cè)器，從而分別測(cè)得水中的總碳（TC）和無(wú)機(jī)碳（IC）?？偺寂c無(wú)機(jī)碳之差值，即為總有機(jī)碳（TOC）。

2.直接法測(cè)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(qū)除后，再注入高溫燃燒管中，可直接測(cè)定總有機(jī)碳。但由于在曝氣過(guò)程中會(huì)造成水樣中揮發(fā)性有機(jī)物的損失而產(chǎn)生測(cè)定誤差，因此其測(cè)定結(jié)果只是不可吹出的有機(jī)碳值。

三、水樣中TOC的分析步驟

1.試劑準(zhǔn)備

（1）鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）：基準(zhǔn)試劑

（2）無(wú)水碳酸鈉：基準(zhǔn)試劑

（3）碳酸氫鈉：基準(zhǔn)試劑

（4）無(wú)二氧化碳蒸餾水

2.標(biāo)準(zhǔn)貯備液的制備

（1） 有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備液：稱取干燥后的適量KHC8H4O4，用水稀釋?zhuān)话阗A備液的濃度為400mg/L碳。

（2） 無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)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?zhuān)话阗A備液的濃度為400mg/L無(wú)機(jī)碳。

3.有機(jī)碳、無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

從各自的貯備液中按要求稀釋得來(lái)。

4.校準(zhǔn)曲線的繪制

由標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋成不同濃度的有機(jī)碳、無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，分別注入燃燒管和反應(yīng)管，測(cè)量記錄儀上的吸收峰高，與對(duì)應(yīng)的濃度作圖，繪制校準(zhǔn)曲線。

5.水樣測(cè)定

取適量水樣注入TOC儀器進(jìn)行測(cè)定，所得峰高從標(biāo)準(zhǔn)曲線上可讀出相應(yīng)的濃度，或由儀器自動(dòng)計(jì)算出結(jié)果。

6. 計(jì)算

差減法：總有機(jī)碳（mg/L）=總碳－無(wú)機(jī)碳

直接法：總有機(jī)碳（mg/L）=總碳

四、應(yīng)用

目前，衛(wèi)生防疫和水質(zhì)監(jiān)測(cè)部門(mén)越來(lái)越重視水中有機(jī)物的污染情況。TOC的檢測(cè)必不可少，各種類(lèi)型的TOC分析儀在這些部門(mén)也得到了比較廣泛的應(yīng)用。

測(cè)量TOC的方法比較多，有高溫、電導(dǎo)等十種方法。

高溫方法，由于TOC的測(cè)定采用高溫燃燒，因此能將有機(jī)物全部氧化，它比BOD5或COD?更能直接表示有機(jī)物的總量。因此常被用來(lái)評(píng)價(jià)水體中有機(jī)物污染的程度。測(cè)量的主要步驟是：

通常是采用在900℃高溫下，以鉑作催化劑，使水樣氧化燃燒。

測(cè)定氣體中CO2的增量，從而確定水樣中總的含碳量，表示水樣中有機(jī)物總量的綜合指標(biāo)。

有機(jī)碳TOC，是指巖石中存在于有機(jī)物中的碳。它不包括碳酸鹽巖、石墨中的碳。通常用巖石質(zhì)量的百分比來(lái)表示。從原理上講，巖石中有機(jī)質(zhì)的量還應(yīng)該包括H、O、N、S等所有存在于有機(jī)質(zhì)中的元素的總量。

TOC可以通過(guò)在線或離線方法來(lái)測(cè)量。 離線測(cè)量（實(shí)驗(yàn)室方法）主要用于高的濃度測(cè)量（>1 ppm）。在線測(cè)量主要用于低于ppm（