总有机碳分析仪toc

《总有机碳分析仪toc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《总有机碳分析仪toc（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、总有机碳分析仪TOC Total Organic Carbon Analyzer,岛津国际贸易（上海）有限公司,第二章 TOC的应用,3,内 容,1. 环境分析 2. 制药工业 3. 电子工业 4. 其他工业,4,1 环境分析,BOD和COD是表示水中有机污染的传统指标。,废水的有机参数 总有机碳（TOC） 生物耗氧量（BOD） 化学耗氧量（COD） 总耗氧量（TOD）,5,BOD,生物耗氧量（Biological Oxygen Demand） 测定有机物质生物降解所需要的氧。 其他反应（硫化物，亚铁，各种形态的氮）需要的氧。 用氧化方法测定，然后使用碘量/滴定。 耗时3-5天得到结果。 结果

2、会受到微生物和样品组分之间相互作用的影响。,6,COD,化学耗氧量（Chemical Oxygen Demand） 相当于有机物质经强化学氧化剂氧化所需要的氧（例如重铬酸盐，高锰酸盐）。 滴定或量热法测定。 卤素对结果有干扰。可加有毒的HgSO4解决。,7,TOC与 BOD 或 COD之间的相关关系,TOC分析可作为监控 BOD 和 COD的补充技术。 TOC快速技术。因此，适合用作监控技术，以便尽快采取补救措施。 TOC与COD及BOD之间没有普遍的相关关系。 在工业废水中，TOC和COD常常有很高的线性相关关系。,8,TOC和COD之间的相关关系,使用上述经验公式，TOC值可以转换成COD

3、或BOD。,9,环境中的应用,（1）城市上下水 来自地下、地表、海洋等的原水 废水、污水、垃圾沥出液等 工业和城市工厂排放废水的质量监控 德国法律规定，测定固体废弃物中TOC的等级，以便决定倾倒的级别。规定要求在干的残渣中TOC含量1%处置级别1；2%处置级别 2 。,10,饮用水 饮用水的生产中使用添加剂如氯、二氧化氯和臭氧。这些化合物与原水中存在的有机化合物结合，产生致癌的三卤甲烷。 成品水中三卤甲烷不能超过0.025ppm。 TOC也测定其中的微生物，如E.大肠菌、 大肠杆菌等。,环境中的应用,11,饮用水国家标准,生活饮用水卫生标准GB 5749-85 国家卫生部发布 1985年月16

4、日发布 ，1986年10月1日实施,有机污染物仅有两项 挥发酚类（以苯酚计） 0.002mg/L 阴离子合成洗涤剂 0.3mg/L,12,城市供水建设部标准,城市供水水质标准CJ/T 206-2005 国家建设部发布 2005年2月5日发布，2005年6月1日实施,对象：自来水 城市公共集中式供水 自建设施供水 二次供水,新增TOC检测项目 非常规检验项目，毒理学指标 TOC：无异常变化（试行）,13,饮用净水建设部标准,饮用净水水质标准CJ 94-1999 国家建设部发布 1999年9月28日发布，2000年3月1日实施,对象：直接饮用的管道供水和灌装水 原水：自来水或符合生活饮用水水源水质

5、标准的水 经深度净化,TOC 4 mg/L 试行,14,环境中的应用,（2）污水处理工厂 （Effluent treatment plants，ETP） 食品和饮料工业 纸浆和纸、纺织品黑色及白色液体 通过监控目标水和废物的有机负荷，设计ETP和焚化炉。 监测ETP及逆渗透工厂所使用的过滤器与膜上的有机负荷。 薄膜和离子交换树脂的研发,15,环境中的应用,（3）大气CO2 测定大气CO2以测定温室效应 采用气体样品进样组件,（4）农业废物（堆肥）和土壤 农业废物（堆肥）和土壤中碳含量的测定值，是堆肥或土壤条件的重要指标，判断是否还可用作有机肥料。,16,3 电子工业中的 TOC,SEMI 纯水

6、准则（1989）,半导体设备制造商学院（Semiconductor Equipment Manufacturers Institute，SEMI，Mountain View，California）,17,电子工业中的应用,检查回收水，防止抛光机的过载。 检查蚀刻溶液的有机杂质，监控退化（性能）。 检查晶片生产中使用的超纯水。 监控电镀液中有机添加剂的水准，保证印刷线路板（PCB，printed circuit boards）的质量。,4 TOC在其他工业中的应用,19,发 电 厂,核和化石燃料。 冷凝液/循环流、冷却水、锅炉供水和废水中的TOC。 为减少排放到大气的 CO2 量，已经开发出CO

7、2处理技术，例如：从化石燃料发电厂排的CO2用乙醇胺溶液吸收。,20,化学和石油工业,检查冷却水与设备冷凝回流物中有机溢出。 无机化学药品如H2SO4、H2O2的产品纯度。 废水中的有机负载与产品损失。,21,其他应用,（1）如食品与饮料工业中检查原水质量及中水纯度。 （2）检查输入和再循环回路中的水: 防止成膜（filming）或起雾（hazing）。 快速检查产品损失和过程泄露。 检测微生物的生长。 测定供水中的有机酸，避免设备腐蚀。 监控冷凝水中的油，防止损坏热交换器。,22,其他应用,（3）锅炉供水 TOC值可用于监控油和脂肪的水平。之所以重要，因为油和脂肪可导致泡沫或夹带并变成腐蚀品

8、的粘着核，如：铁锈，从而损坏锅炉。TOC的监控也防止水垢的形成。 （4）测定清洁剂中的油污染。,23,其他应用,（5）对来自食品和医药产品、气密容器或培养和发酵罐的气体样品中TC的监测很重要。 需使用TOC与气体样品进样组件。,24,其他应用,（6）测定水泥产品中的 CaCO3 。 因为水泥是碱，含有大量的Ca，慢慢与大气中的CO2反应形成CaCO3，导致水泥变质和影响其耐久性。 使用TOC分析仪和固体进样装置可进行测定。,废水中TOC的测定,26,实验目的,1、了解TOC测定的意义 2、掌握水中总有机碳的测定原理和方法 3、掌握TOC测定仪的使用,TOC 分析原理,28,内 容,1. 碳 2

9、. 总碳TC的测定 3. 无机碳IC的测定 4. 总有机碳TOC的测定,29,日常生活中最普通的元素形式 环境污染 温室效应 制药工业,1. 碳,常用有机参数 COD BOD TOC,30,水中碳的形态,非挥发性有机碳，水溶性 糖 挥发性有机碳，水溶性 硫醇 烷烃 醇 部分挥发性碳，水不溶性 低分子量的油 含碳物质吸入或嵌入的无机悬浮物,31,TOC的历史,从二十世纪三十年代开始，TOC方法被用于检测水质。但是过程复杂并需要很长的分析时间。 在二十世纪六十年代，发展出一种可行的方法：燃烧、非色散红外检测结合手动注射器注射。,最初，TOC主要被用作COD和BOD的替代或补充方法。,32,技 术

10、术 语,总碳 TC, Total Carbon 无机碳 IC, Inorganic Carbon 总有机碳 TOC, Total Organic Carbon,33,技 术 术 语,不可吹除有机碳 （NPOC, Non-Purgeable Organic Carbon） 可吹除有机碳 （POC, Purgeable Organic Carbon） 溶解性有机碳 （DOC, Dissolved Organic Carbon） 悬浮状有机碳 （SOC, Suspended Organic Carbon）,34,技 术 术 语,挥发性有机碳 （VOC, Volatile Organic Carbon

11、） 非挥发性有机碳 （NVOC, Non-Volatile Organic Carbon）,35,36,2 总碳的测定,总碳（TC） 不论形式，所有的有机和无机碳物种的总和。 TC 的测定过程，将TC氧化生成 CO2。,TC的氧化方法 （1）催化燃烧 （2）紫外（UV）氧化 （3）过硫酸盐 （4）UV-过硫酸盐,37,样品均化，微量注入到加热的样品室/UV-过硫酸盐反应室中。,水被蒸发，有机和无机碳化合物被氧化成CO2。,总碳的测定方法,有机碳 无机碳,38,TC 的测定流程,39,催 化 燃 烧,水在加热后，产生激发态羟基OH*。 在催化剂的存在下，OH*与碳化合物反应生成CO2 和 H2O

12、。 含碳物质在高温（9001000）催化（如铂）燃烧，完全氧化。 岛津的TOC 在较低温度 680下催化燃烧。,40,3 无机碳的测定,无机碳（IC） 包括碳酸根、碳酸氢根、碳酸、溶解性二氧化碳 最普遍的无机碳化合物形态是碳酸根离子，碳酸根离子与二氧化碳之间处于平衡状态。 水中 IC 的形态 水中总二氧化碳（CO2）= 溶解性二氧化碳 （CO2） +碳酸（H2CO3） +碳酸氢根离子（HCO3-） + 碳酸根离子（CO32-）,41,IC 测定,样品注入到含有酸（如磷酸）的反应室中。,酸性条件下：,42,IC 的测定流程,43,4 TOC的测定-差减法,使用催化燃烧/UV/过硫酸盐/UV-过硫

13、酸盐法，用已知浓度的TC标准溶液制作TC标准曲线。 在加酸IC反应室中加入IC标准溶液，制作IC标准曲线。,测定样品的TC和IC的信号，分别在TC和IC标准曲线上求得TC和IC。 从TC中减去IC得到TOC。,TOC= TC IC,44,实际 TOC 流程,TOC-V 实验步骤,46,内 容,1. 标准溶液的制备 2. 样品预处理 3. 仪器操作步骤,47,操作步骤,1、配置相关标准溶液（1000ppmTC标准溶液、1000ppmIC标准溶液、2M HCl、25%（w/w）H3PO4） 2、绘制TC、IC标准曲线 3、对待测样品前处理 4、测定待测样品TOC 5、结果分析,48,1 标准溶液的

14、制备,邻苯二甲酸氢钾（KHP）用于TC 标准。 碳酸钠用于IC 标准。 碳酸氢钠用于IC 标准。,TOC 测定的标准物质：,49,TC 标准的制备,1000 ppm TC 标准溶液 邻苯二甲酸氢钾（KHP）在105120下干燥约 1小时，在干燥器内冷却。 准确称量2.125g 。 溶解后装入1L容量瓶中。 加零水至容量瓶标线。 密闭并在4下保存。溶液可稳定 2 个月。,50,IC 标准的制备,1000 ppm IC 标准溶液 碳酸氢钠NaHCO3预先在硅胶干燥器中干燥2小时；碳酸钠Na2CO3预先在280290下干燥约 1小时，在干燥器内冷却。 准确称量碳酸氢钠3.50g及碳酸钠4.41g。

15、溶解后装入1L容量瓶中。 加零水至容量瓶标线。 密闭并在4下保存。溶液可稳定 2 个月。,51,2M HCl的制备,取浓 HCl （约37%，相当于12 M）50mL，加入250mL蒸馏水，即稀释6倍。混合均匀。 2) 转移溶液到 250 ml 瓶（标准附件）中。 3) 加盖盖紧。,52,25%（w/w）H3PO4 的制备,将浓 H3PO4 （85%，比重约1.69）稀释5倍。 2) 比如取50ml磷酸移入250ml容量瓶中，用零水定容到容量瓶刻度。 3) 转移溶液到 250 ml 瓶（标准附件）中。 4) 加盖盖紧。,2 样品预处理,54,采 样,收集有代表性的样品。 样品收集到洁净的玻璃容

16、器中，容器带有合适的密封箔片，避免有机物质污染样品。,灌满采样容器，尽可能减少顶部空间。 样品储存在 2-5的冰箱中，避光。,55,样品的保存,样品在 1 周之内分析。 尽可能立即分析样品。避免储存。防止氧化或细菌的滋生。 样品应该避光和防止被大气中的氧气氧化。 样品应该在 4oC 保存。 如果预期可能会有细菌活动或如果分析将在 2 小时以后才能进行用HCl酸化到 pH 2。,56,4 仪器操作步骤,（1）打开仪器电源开关。,（2）打开载气阀门。高纯空气，流速150ml/min。,（3）打开计算机。,（4）打开TOC-Control V软件的主菜单。,（5）使用New System功能建立需使用的系统；若已经建立则跳过此步骤。,（6）从TOC-Control V软件的主菜单中打开Sample Table Editor。,（7）联机Connect。（预热时间约30分钟。）,57,（8）若要作标准曲线，则先从New中选Calibration Curve建立标准曲线模板；,（9）打开新的样品