分析水中总有机碳的测量方法

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1、万方数据1前言分析水中总有机碳的测量方法研究园地l学界口瞿健(浙江省德清县313200)摘要：本文通过对TOC的测量方法中传统分析法的论述，提出了新型的测量分析方法，并对各种不同的测量分析方法在研发和应用中应注意的相关问题进行了探讨。关键词：总有机碳(TOC)：现状分析：传统分析法；新型分析法总有机碳(TOC)是评价水体被有机物质污染程度的重要指标，代表水体中所含有机物质的总和，直接反映了水体被有机物质污染的程度。目前，TOC测量已经广泛地应用到江河、湖泊以及海洋监测等方面，对于地表水、饮用水、工业用水等方面的质量控制，TOC同样是重要的测量参数。实际上TOC测量已经成为世界上水质量控制的

2、主要检测手段。随着我国工农业经济的不断发展，水环境污染也日趋严重，江河、湖泊不断受到石油泄漏、陆源有害物质排放、倾废等行为的影响，特别是随着现代工业如有机化工，精细化工、高分子工业、电子工业的迅速发展，水体中的有机污染物呈现出多样化，复杂化的特点，其中有些是持久性有机污染物(POPs)，又称难降解有机污染物，它们是一类具有毒性、易于在生物体内富集、在环境中能够持久存在、对人体有着严重危害的有机物质，传统的测量分析方法已经不能或者很难准确测量其含量，但是TOC测量却是目前非常理想的测量手段，可以得到满意的结果。2现状早在2003年国家四部委在新颁布的排污费征收标准管理办法中，已经把TOC正式

3、列入水污染物污染当量值表。常规TOC(TotalOrganicCarbon)测量是根据C是构成有机体的基本元素原理而进行的，C是整个生物圈物质和能量循环的主体。C循环进入水体后主要以不同的化合物结构和不同的形态方式存在，它进入水体主要有两条途径，一方面是通过大气与水体之间的交换，水体与大气为了达到C平衡，会吸收大量的气态C直至饱和：另一方面是由于陆源的排放、石油开发、工业生产及养殖的发展，使得水体中C所构成的有机物质成分增加，因此，总体来讲TOC比COD或BOD。能更直接合理地表征水体受到有机物质污染的程度。通过C在水体中的循环方式而进行的测量，大都是在实验室平台上进行的，通过现场取样，实

4、验室分析的模式进行，但是在面对复杂的水体环境时，我们需要获得现场、实时的环境数据，才能全面了解和掌握多介质水体环境的综合质量状况及其变化规律，传统TOC的测量方式已经不能满足这方面的需要，实时的环境数据的获取必须依靠先进的现场测量技术的支持，因此现场、实时、连续的TOC测量方式就显得十分重要，而且比传统的利用C循环方式而进行的测量有着更为广大的发展前景。3传统分析法对于CO：的检测方法，目前大多采用非色散红外吸收法。美国试验材料科学会(ASTM)认证的CO：检测方法目前只有两种，一是非色散红外探测(NDIR)，另外一种是薄膜电导率探测。其中NDIR的应用最成熟、最方便，是探测技术的主流，我

5、国目前推荐的就是非色散红外吸收法。在测量TOC的过程中，按去除无机碳(IC)的先后分为前处理除去水样中lC的直接法和测量过程中去除IC的差减法，其中高温催化燃烧氧化是在测量中去除IC的差减法，湿法氧化(过硫酸盐)是在前处理过程中进行处理，而后添加化学试剂进行氧化，再通过测定CO：的量来确定TOC的浓度。3．1高温催化燃烧氧化测定原理是：将一定量水样注入高温炉内的石英管，在900～950℃高温下，以铂和三氧化钻或三氧化二铬为催化剂，使有机物燃烧裂解转化为CO：，然后用红外线气体分析仪测定CO：含量。由于一定波长的红外线被C0：选择性地吸收，在一定浓度范围内CO。对红外线吸收的强度与CO：的浓

6、度成正比，故可以对C0：进行测定，从而确定水样中TOC的含量。有的方法根据特殊的燃烧管和催化剂温度可以在600～700℃条件下进行，因为在高温下，水样中的碳酸盐也分解产生C02，故上面测得的为水样中的总碳(TC)。为获得TOC含量，目前常规方法采用了两种方式：(1)将水样预先酸化，通入氨气曝气，驱除各种碳酸盐分解生成的C02后再注入仪器测定：(2)使用高温炉和低温炉皆有的TOC测定仪，将同一等量水样分别注入高温炉(900℃)和低温炉(150℃)，则水样中的有机碳和无机碳均转化为CO：，而低温炉的石英管中装有磷酸浸渍的玻璃棉，能使无机碳酸盐在150℃分解为CO。，有机物却不能被分解氧化。将高

7、、低温炉中生成的C0，依次导入非色散红外气体分析仪，分别测得总碳(TC)和无机碳(IC)，二者之差即为TOC。3．2湿法氧化(过硫酸盐)测定原理是：过硫酸钾(K2S：04是氧化剂，反应过程中，在高温高压条件下，K：S：O。氧化有机物质生成CO：，将生成的CO：依次导入NDIR，通过NDIR对C02进行测量，得到TOC的浓度。湿法氧化基本是在氧化之前经H。PO。处理样品，去除无机碳，而后测量TOC的浓度。氧化机理可用下面的