总有机碳(total organic carbon,简写TOC)是以碳的含量表示有机物总量的一个指标,常用于环境水质监测或表征制药用水的清洁程度。TOC 和COD 都是水质有机污染的综合指标之一。由于水中所含的有机物成分复杂,COD 指标不能完全反映水体的有机污染状况,故而引入TOC 来反映水中有机物的总含量。
典型的TOC 分析主要有两种方法:
①差减法测定总有机碳:测量水样的总碳(TC),并测量水中的无机碳(IC),总碳与无机碳之间的差值,即为总有机碳TOC。
②直接法测定总有机碳:将水样酸化后曝气,将无机碳酸盐分解成二氧化碳并去除,然后测量剩余的碳,即可得总有机碳TOC。由于这种方法在测量前先使用不含二氧化碳的压缩空气或氮气进行酸化水样的吹脱,因此此种方法所得的TOC 又称为不可吹出有机碳(NPOC)。(www.xing528.com)
不论是差减法或直接法进行TOC 测量,分析过程都可以分为3个主要步骤:酸化、氧化、检测和定量。常见的氧化方法有燃烧氧化、紫外/过硫酸盐催化氧化、羟基自由基高级氧化等方法。而定量检测目前采用非色散红外检测技术(NDIR)和电导率检测两种技术。其中NDIR 的应用最成熟、最方便,是探测技术的主流,我国目前国标推荐的就是非色散红外吸收法;电导率检测技术主要应用于纯水的TOC 检测。
现行的TOC 测定国家标准方法为2009年国家环境保护部颁布的《水质总有机碳的测定燃烧氧化-非分散红外吸收法》(HJ 501—2009),代替了原有的国家标准方法GB 13193—91和HJ/T 71—2001,用于测定地表水、地下水、生活污水和工业废水中的总有机碳(TOC)。燃烧氧化法具有高温燃烧、氧化完全的特点,一般应用于有机物含量较高及成分较复杂的工业废水监测,但在一些工业废水和存在海水倒灌现象的地表水等工况中,燃烧氧化法可能会遇到油、高盐、高悬浮物的挑战。
另外,《生活饮用水标准检验方法有机物综合指标》(GB/T 5750.7—2006)中,通过向水样中加入适当的氧化剂或紫外线照射,使水中的有机物转为二氧化碳。紫外/过硫酸盐氧化法具有灵敏度高、量程宽、响应快等特点,一般应用于饮用水及其水源地等较干净的水体监测,以及石化、电力、电子等行业的水处理过程水质监测及工艺控制。在一些工业行业生产过程应用中,当水质中含有难氧化物质或挥发性物质时,传统UV 法的监测会面临一些困难。
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