TOC là gì?

Tổng carbon hữu cơ đo lượng chất ô nhiễm hữu cơ trong mẫu. Phân tích TOC được tiến hành liên tục trên toàn cầu và nó rất quan trọng đối với sự an toàn và sinh sản của con người. Ô nhiễm hữu cơ làm giảm khả năng trao đổi ion, gây ra sự phát triển sinh học kém, khiến nước đã qua xử lý không thể sử dụng an toàn và xử lý nước tạo ra các sản phẩm phụ có hại, vì vậy phân tích TOC giúp các thành phố xác định hiệu quả của các quy trình của họ.

Làm thế nào để đo TOC?

Tóm lại, công việc của máy phân tích TOC là oxy hóa các hợp chất hữu cơ thành CO2và đo lường CO.2Lượng. Bất kể kỹ thuật oxy hóa nào, TOC phải được xác định bằng cách đo hoặc loại bỏ các thành phần khác nhau trong tổng lượng carbon (TC) của mẫu. Các thành phần này được định nghĩa như sau:

Tổng Carbon hữu cơ (TOC) - Tất cả các nguyên tử carbon liên kết cộng hóa trị trong phân tử hữu cơ

Carbon vô cơ (IC)- Carbonate, bicarbonate và CO hòa tan2

Carbon hữu cơ hòa tan (DOC)- Thành phần TOC thông qua bộ lọc khẩu độ 0,45μm

Carbon hữu cơ lơ lửng (còn được gọi là carbon hữu cơ dạng hạt)- Thành phần TOC bị mắc kẹt bởi bộ lọc 0,45μm

Carbon hữu cơ có thể thổi ra (POC, đôi khi được gọi là carbon hữu cơ dễ bay hơi)- Thành phần TOC được loại bỏ khỏi dung dịch nước bằng thang máy không khí trong điều kiện cụ thể

Carbon hữu cơ không thể thổi (NPOC)- Thành phần TOC được loại bỏ bằng thang máy không khí. Trong hầu hết các trường hợp, carbon vô cơ được thổi ra thay vì được "xác định", trong trường hợp này chỉ NPOC được xác định và POC được giả định là không đáng kể.

Biểu đồ này trực quan cho thấy các thành phần của TC được phân chia như thế nào:

Các thuật ngữ quan trọng khác

Thuốc thử trống- Máy dò đáp ứng từ kết quả phân tích có chứa thuốc thử mà không cần giới thiệu mẫu hoặc sản phẩm tiêu chuẩn. Phản ứng này là do ô nhiễm carbon trong các chất phản ứng, khí, thùng chứa khử trùng và/hoặc đường ống.

tiêu chuẩn- Thêm bất kỳ mẫu carbon nào đã biết

Trống nước hoặc trống phương pháp dụng cụ- Phản ứng của máy phân tích đối với hàm lượng carbon trong nước. Trong quá trình hiệu chuẩn, nó được đo bằng cách sử dụng nước làm tiêu chuẩn nồng độ bằng không.

Xác định TOC

Tổng số carbon hữu cơ bao gồm tất cả các nguyên tử carbon trong các phân tử hữu cơ. Cụ thể, đây là phép đo của tất cả các carbon trong các hợp chất hữu cơ được chuyển đổi thành carbon dioxide thông qua quá trình oxy hóa sau khi loại bỏ carbon vô cơ. Hai kỹ thuật phổ biến nhất để xác định TOC là xác định TOC bằng phép trừ và xác định TOC bằng cách thổi.

Trong TOC đo trừ, IC được đo và IC được trừ từ TC đo được:

Ưu điểm của việc xác định TOC bằng phép trừ là tổn thất tối thiểu cho POC. Tuy nhiên, kỹ thuật này có một số nhược điểm. Việc xử lý TOC bằng phép đo trừ là kém hơn so với TOC bằng phép đo thổi vì phương pháp này yêu cầu hai phân tích cho một kết quả TOC. Kỹ thuật này không nên được sử dụng trong các mẫu IC có hàm lượng IC cao hơn 50% kết quả TOC dự kiến.

Trong TOC xác định thổi, IC được thổi ra khỏi mẫu trước khi thực hiện bất kỳ phép đo nào. Trong kỹ thuật này, TOC bằng NPOC nếu POC có thể bị bỏ qua. Vì lý do này, TOC xác định thổi đôi khi được gọi là kỹ thuật NPOC.

Thổi bay TOC xác định nhanh hơn so với phép trừ để xác định TOC vì nó chỉ cần một phân tích để xác định TOC. Nó có độ chính xác cao nhất đối với các mẫu có chứa một lượng lớn IC và độ chính xác tổng thể cao hơn do không trừ nhiễu do IC tạo ra, nhược điểm của kỹ thuật này là không đo POC.

Xylem Chày

Các bước chính

Phân tích TOC có thể được chia thành bốn bước chính: giới thiệu mẫu, oxy hóa, phát hiện và hiển thị. Có một số lựa chọn cho mỗi bước; Điều này cuối cùng phụ thuộc vào máy phân tích TOC được sử dụng.

Giới thiệu mẫu

Một hệ thống ống hút đơn giản có thể được sử dụng cho mỗi lần giới thiệu mẫu. Hoặc một bộ nạp mẫu tự động đi kèm có thể được sử dụng để cho phép người dùng tải nhiều mẫu vào một chuỗi để phân tích. Nếu máy phân tích TOC là máy phân tích TOC trực tuyến, thì nó được kết nối trực tiếp với hệ thống bơm nước và tự động thu thập mẫu để phân tích tại các khoảng thời gian đã định.

Oxy hóa

Một số phương pháp tiêu chuẩn đã được phê duyệt được sử dụng để đo TOC, bao gồm oxy hóa persulfate hóa học ướt và oxy hóa xúc tác nhiệt độ cao (đốt cháy). Phân tích TOC hóa học ướt bao gồm quá trình oxy hóa carbon hữu cơ thành CO 2 bằng chất xúc tác và sưởi ấm hoặc đèn UV. Hai bước phụ này của quá trình oxy hóa hóa học ướt là nung nóng persulfate và persulfate-UV. Phương pháp đốt cháy cho phân tích TOC bao gồm việc tiêm mẫu vào buồng phản ứng nóng với chất xúc tác oxy hóa. SM 5310B chứa TOC cháy, trong khi SM 5310C chứa các phương pháp làm nóng persulfate và persulfate-UV.

kiểm tra

Trong phân tích TOC, việc phát hiện thường đo hàm lượng chất hữu cơ trong mẫu bằng máy dò hồng ngoại không phân tán trạng thái rắn (NDIR). NDIR hoạt động bằng cách cho phép chùm tia hồng ngoại đi qua buồng mẫu chứa khí mẫu CO 2. Lượng hồng ngoại mà mẫu hấp thụ trong một phạm vi bước sóng cụ thể sau đó được đo. Ví dụ, phạm vi bước sóng hồng ngoại hấp thụ CO 2 là 4,26 μm.

hiển thị

Cuối cùng, hiển thị đề cập đến cách hiển thị dữ liệu thu được trong bước phát hiện. Bước đi này được hưởng lợi rất nhiều từ cuộc cách mạng công nghệ của thế kỷ 21. Nhiều máy phân tích TOC đi kèm với máy tính nội bộ và giao diện màn hình cảm ứng hoặc được điều khiển bởi phần mềm trên máy tính bên ngoài.