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1、总有机碳总有机碳(TOC)分析分析 郑郑秀秀玉玉一、用途一、用途 l 工业废水工业废水l 生活污水生活污水l 饮用水饮用水l 海水海水判断水质是否受污染以及污染的程度。判断水质是否受污染以及污染的程度。二、定义二、定义 lTC-TotalCarbon:样品中的总碳量样品中的总碳量lTIC-TotalInorganicCarbon:样品中总的无机样品中总的无机碳量碳量lTOC-TotalOrganicCarbon:样品中总的有机样品中总的有机碳量碳量三、操作原理 TCTC测量：测量：样品样品680680度的富氧环境下燃烧度的富氧环境下燃烧 C COC CO2 2非散射性红外检测器（非散射性红外检
2、测器（NDIRNDIR）检测检测COCO2 2的吸收率与时间的积分值和样品中的总碳量成正比，的吸收率与时间的积分值和样品中的总碳量成正比，转化为样品中的总碳含量转化为样品中的总碳含量样品中无机碳（液态）：样品中无机碳（液态）： COCO2 2 、 HCOHCO- -3 3 、 COCO3 32-2-TICTIC测量：测量：COCO2 2HCOHCO- -3 3 COCO3 32-2-酸化酸化NDIRNDIRTICTIC的含量的含量TOCTOC测量：测量：TOC=TC-TIC四、仪器介绍四、仪器介绍 图、TOC测定仪 去卤管：去卤管：内装内装CuO，去掉多余的卤素，因去掉多余的卤素，因为卤素会腐
3、蚀红外检为卤素会腐蚀红外检测器。测器。增湿器：使气体在去增湿器：使气体在去燃烧室之前带点水，燃烧室之前带点水，减轻气流对催化剂的减轻气流对催化剂的压力。压力。无机反应室无机反应室(ICChamber)：样品酸化样品酸化后去检测后去检测TIC。酸试剂瓶：装有体积酸试剂瓶：装有体积比为比为5%的磷酸，即的磷酸，即1 1l l水中有水中有50ml的磷酸。的磷酸。清洗瓶：内装去离子清洗瓶：内装去离子水。水。 性能指标：ICChamber示意图示意图 废液废液燃燃烧炉出来的炉出来的COCO2 2生成的生成的COCO2 2样品样品酸酸图、图、TOCTOC测定仪流程图测定仪流程图1、炉子、炉子(Furnac
4、e)：内装燃烧管。内装燃烧管。2、清清洗洗泵泵（chasepump）：也也叫叫rinsepump，把把水水打打到到装装载载阀阀，作作样样之之间间起起清清洗洗作用。作用。3、无机碳反应室（、无机碳反应室（ICChamber）:样品酸化后去检测样品酸化后去检测TIC。4、酸泵酸泵(Acidpump)：把酸打到无机碳反应室。把酸打到无机碳反应室。5、气体分配器、气体分配器(FlowManifold)：把把O2分成几路。分成几路。6、样品泵、样品泵(samplepump)：把多余的样品排走。把多余的样品排走。7、压力调节器、压力调节器(pressureregulator)：调节调节O2的压力。的压力。
5、8、红红外外检检测测器器(InfraredDetector)：非非散散射射性性红红外外检检测测器器（NDIR）检检测测CO2的的量量。检测信号值为检测信号值为40008000。9、渗渗透透管管(permeationtube)：内内管管走走CO2和和H2O，管管外外走走O2，通通过过渗渗透透管管，H2O就就跑到外围，被跑到外围，被O2带走，管内只剩下带走，管内只剩下CO2去检测。去检测。10、注射阀注射阀(Injectionvalve)：是个六通阀。是个六通阀。11、装填阀装填阀(sampleloopvalve)：是个六通阀。是个六通阀。12、燃烧管燃烧管(combustiontube)样品与样
6、品与O2燃烧反应，生成燃烧反应，生成CO2与与H2O，碳元素完全转化为碳元素完全转化为CO2。燃烧温度：没有催化剂时燃烧温度：没有催化剂时9000C，铂催化时铂催化时6800C。燃气燃气:氧气。压力约氧气。压力约0.3Mpa。13、排水阀排水阀(drainvalve)：把水排走。把水排走。14、增湿器：使气体在去燃烧室之前带点水，减轻气流对催化剂的压力。、增湿器：使气体在去燃烧室之前带点水，减轻气流对催化剂的压力。15、样样品品入入口口：用用吸吸管管或或自自动动进进样样器器与与样样品品入入口口相相接接，目目前前仪仪器器上上所所使使用用的的是是用用吸吸管来进样，把吸管直接放到样品中。管来进样，把
7、吸管直接放到样品中。1616、样样品品环环：25 25 ulul，50ul,100ul,200ul50ul,100ul,200ul，400ul400ul，不不同同的的样样品品环环对对应应不不同的碳浓度范围如下表所示：同的碳浓度范围如下表所示：目前仪器上所使用的是目前仪器上所使用的是100100ulul的样品环。浓度检测范围是的样品环。浓度检测范围是5-25005-2500ppmppm。1717、去卤管：去卤管：去掉多余的卤素，因为卤素会腐蚀红外检测器。去掉多余的卤素，因为卤素会腐蚀红外检测器。五、实验操作实验操作、样品的制备、样品的制备 分分析析样样品品包包括括溶溶解解固固体体，如如氯氯化化物
8、物。各各种种化化学学溶溶液液、酸、腐蚀剂的酸、腐蚀剂的TOCTOC均可定量监测。均可定量监测。样样品品中中含含有有粒粒径径在在100100umum以以下下的的悬悬浮浮固固体体时时，测测定定TCTC、TICTIC、TOCTOC之前不用过滤。颗粒大小：之前不用过滤。颗粒大小：400400umum2 2、样品的输送、样品的输送溶溶液液通通过过液液样样环环进进入入TOCTOC分分析析仪仪，样样品品能能够够多多次次重重复复分分析析。液液样样环环既既可可与与吸吸管管相相连连接接，也也可可与与自自动动进进样样器器连连接接。样品输送完成之后，便开始样品输送完成之后，便开始TCTC、TICTIC的分析。的分析。
9、3 3、总碳（、总碳（TCTC）的分析的分析 总碳（总碳（TCTC）的分析包括两个步骤：的分析包括两个步骤：TCTC的注入与的注入与TCTC的检测。的检测。4 4、总无机碳（、总无机碳（TICTIC）的分析的分析总无机碳（总无机碳（TICTIC）的分析包括两个步骤：的分析包括两个步骤：TICTIC的注入与的注入与TICTIC的检测。的检测。5 5、总有机碳（、总有机碳（TOCTOC）的分析的分析利用利用TCTC平均值减去平均值减去TICTIC平均值就得到总有机碳值：平均值就得到总有机碳值： TOC=TC-TICTOC=TC-TIC6 6、废物排放废物排放在废物排放阶段，二氧化碳和水蒸汽排至大气
10、中，同时把在废物排放阶段，二氧化碳和水蒸汽排至大气中，同时把TICTIC反应室的剩余溶液排出并完成清冼过程。反应室的剩余溶液排出并完成清冼过程。7 7、标准曲线、标准曲线在在应应用用TOCTOC分分析析仪仪分分析析之之前前先先要要绘绘制制标标准准曲曲线线，通通常常默默认认的的是是由由五五个个浓浓度度（0 0、1010、100100、500500、10001000ppmppm）所所绘绘制制的的标标准准曲曲线，当然也可采用其它浓度来绘制该曲线。线，当然也可采用其它浓度来绘制该曲线。配配TOCTOC的标准品：采用分析纯的邻苯二甲酸氢钾，由于邻苯的标准品：采用分析纯的邻苯二甲酸氢钾，由于邻苯二甲酸氢钾
11、是吸湿的，必须用烘箱在二甲酸氢钾是吸湿的，必须用烘箱在110110o oC C的温度下干燥至恒的温度下干燥至恒量，在干燥器中冷却后称量，称量，在干燥器中冷却后称量，称2.1252.125g g溶入溶入1 1升的水中，配成升的水中，配成10001000ppmppm（以有机碳的浓度计算）的标准液。由以有机碳的浓度计算）的标准液。由10001000ppmppm的标准的标准液通过稀释后配液通过稀释后配0 0ppmppm、10ppm10ppm、100ppm100ppm、500ppm500ppm的标准液。配的标准液。配好后的样品大约可以保存好后的样品大约可以保存3 3星期。星期。 配配TICTIC的标准品
12、：称的标准品：称8.8248.824g g 的的Na2CO3 Na2CO3 溶于溶于1 1升的水中配成升的水中配成10001000ppmppm（以无机碳的浓度计算）的标准液。配好后的样品大以无机碳的浓度计算）的标准液。配好后的样品大约可以保存约可以保存3 3星期。星期。做好的标准曲线如下图所示做好的标准曲线如下图所示: : RFRF（ 响响 应应 因因 子子 、 斜斜 率率 ） 的的 正正 常常 值值 是是 ：0.150.190.150.19ugC/k-cntugC/k-cntR2:R2:相关系数，正常值是相关系数，正常值是0.9990.999X X。对于TC、TIC、TOC分别以ppmC和ugC为单位打印结果。 精确度: 2%RSD
