测量水中的TOC总有机碳
水质——总有机碳(TOC)的测定
本标准参照采用国际标准ISO 8245—1987《水质——总有机碳(TOC)的测定——导则》。
1 主题内容和适用范围1.1 本标准规定了测定地面水中总有机碳的非色散红外线吸收法。
1.2 测定范围本标准适用于地面水中总有机碳的测定，测定浓度范围为0.5～60mg／L，检测下限为0.5mg／L。
1.3 干扰地面水中常见共存离子超过下列含量(mg／L)时，对测定有干扰，应作适当的前处理，以消除对测定的干扰影响：SO42－400；Cl－400：NO3－100；PO43－100；S2－100。
水样含大颗粒悬浮物时，由于受水样注射器针孔的限制，测定结果往往不包括全部颗粒态有机碳。
2 原理2.1 差减法测定总有机碳将试样连同净化空气(干燥并除去二氧化碳)分别导入高温燃烧管(900℃)和低温反应管(160℃)中，经高温燃烧管的水样受高温催化氧比，使有机化合物和无机碳酸盐均转化成为二氧化碳，经低温反应管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解成二氧化碳。
其所生成的二氧化碳依次引入非色散红外线检测器。
由于一定波长的红外线被二氧化碳选择吸收，在一定浓度范围内二氧化碳对红外线吸收的强度与二氧化碳的浓度成正比，故可对水样总碳(TC)无机碳(IC)进行定量测定。
总碳与无机碳的差值，即为总有机碳。
2.2 直接法测定总有机碳将水样酸比后曝气，将无机碳酸盐分解生成二氧化碳驱除、再注入高温燃烧管中，可直接测定总有机碳。
3 试剂除另有说明外，均为分析纯试剂，所用水均为无二氧化碳蒸馏水。
3.1 无二氧化碳蒸馏水：将重蒸馏水在烧杯中煮沸蒸发(蒸发量10％)稍冷，装入插有碱石灰管的下口瓶中备用。
3.2 邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)：优质纯。
3.3 无水碳酸钠(Na2CO3)：优质纯。
3.4 碳酸氢钠(NaHCO3)优质纯，存放于干燥器中。
3.5 有机碳标准贮备溶液：C＝400mg／L。
称取邻苯二甲酸氢钾(3.2)(预先在110～120℃干燥2h，置于干燥器中冷却至室温)0.8500g，溶解于水(3.1)中，移入1000mL容量瓶内，用水(3.1)稀释至标线，混匀，在低温(4℃)冷藏条件下可保存48d。
(监测)总有机碳(TOC)
水样采集后，必须贮存于棕色玻璃瓶中。常温下水样可保存24h，如不能及时分析，水样可加入硫酸调至PH为2，并在4摄氏度下冷藏，则可以保存7d。
燃烧氧化-非分散红外吸收法
1、 方法原理
（1）差减法测定TOC值的方法原理：水样分别被注入高温燃烧管（900摄氏度）和低温反映管（159摄氏度）中。经高温燃烧管的水样受高温催化氧化，使有机化合物和无机碳酸盐均转化成为二氧化碳。经反映管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解成二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次导入非分散红外监测器，从而分别测得水中的总碳（TC）和无机碳（IC）。
（8）0ml容量瓶中用水稀释至标线。其浓度为80mg/L碳。用时配制。
3、方法的使用范围
本方法检测限为0。5mg/L；测定上限浓度为400mg/L。若变化仪器灵敏度档次，可继续测定大于400mg/L的高浓度样品。
仪器
（1） 非分散红外吸收TOC分析仪
（2） 单笔记录仪。
（3） 0—50微量 注射器。
试剂
（1） 邻苯二甲酸氢钾：基准试剂。
（2） 无水碳酸钠：基准试剂。
（3） 碳酸氢钠：基准试剂。
（4） 无二氧化碳蒸馏水：将重蒸馏水煮沸蒸发，待蒸发损失量达到10%为止。稍冷，立即倾入瓶口插有碱石灰管的下口瓶中，用来配制以下标准溶液时使用的无二氧化碳蒸馏水。
（5） 有机碳标准贮备溶液：称取在115摄氏度干燥2h后的邻苯二甲酸氢钾0。8500g，用水溶解。转移到1000ml容量瓶中，用水稀释至标线。其浓度为400mg/L碳。在低温冷藏条件下可保存约40d。
总有机碳
总有机碳（TOC），是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于TOC的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比BOD5或COD更能直接表示有机物的总量。因此常常被用来评价水体中有机物污染的程度。
ge toc检测原理
ge toc检测原理
TOC（总有机碳）检测是一种常用的水质分析方法，用于测量水中有机碳的总含量。
其原理基于有机物在高温下氧化产生二氧化碳的反应。
TOC检测主要包括两个步骤：氧化和检测。
1. 氧化：水样中的有机碳首先需要被氧化为二氧化碳（CO2）。
这一步骤可以通过不同的方法实现，常见的方法包括高温燃烧氧化、紫外线照射氧化和化学氧化等。
其中，高温燃烧法是最常用的方法，通过将水样加热至高温并与氧气接触，使有机碳被完全氧化为CO2。
2. 检测：经过氧化反应后生成的CO2可以通过不同的检测方法进行测量。
常见的检测方法有传统的湿式检测和现代的非湿式检测。
湿式检测方法通常使用碱液吸收二氧化碳并根据溶液中的碱度变化来测量CO2的含量。
非湿式检测方法则利用传感器或仪器直接检测CO2的浓度，如红外光谱法、热导率法和化学传感器等。
总体而言，TOC检测原理是通过将水样中的有机碳氧化为CO2，并利用特定的检测方法测量CO2的含量来确定水样中的总有机碳含量。
这种方法可以快速、准确地评估水质中的有机物污染程度，广泛应用于环境监测、水处理、药品生产等领域。
水质 总有机碳(TOC)的测定 非色散红外线吸收法
水质总有机碳（TOC）的测定非色散红外线吸收法
水中TOC测试的意义：
目前国内一般选用COD来表征水体受有机污染的程度，然而去其结果却取决于有机污染物的成分、氧化剂种类以及实验条件等，因此COD指标不能完全反映水体的有机污染情况。
相比COD，TOC的测定过程能氧化水体中全部有机物，能够真实反映水体有机污染情况。
在发达国家，如欧美日等，早已将其作为判断水体有机污染的重要指标，而近年来国内亦在开始推行TOC 测试作为水质指标。
一、原理：
①差减法：
将试样随净化空气分别倒入900℃高温燃烧管和160℃低温反应管中，经高温燃烧管的水样受高温催化氧化，使有机碳和无机碳均氧化为CO
2
，经
低温反应管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解为CO
2，生成CO
2
分别经非色
散红外线检测器测试，获得水样中总碳和无机碳含量，其差值即为总有机碳含量。
②直接法：
将水样酸化（pH＜4）曝气，将无机碳酸盐分解生成的CO
2
驱除，水样再注入高温燃烧管中，直接测试得到TOC含量。
二、注意事项：
1.采集和保存
采集后保存于棕色玻璃瓶中，24h内测试；如不能及时测试，应加硫酸至pH＜2，4℃保存7d。
2.前处理
如有大颗粒悬浮物时，应该进行过滤处理。
3.影响因素
①背景影响：使用净化后的载气；无CO
2
的蒸馏水；
②无机碳浓度远高于有机碳时，测试精度会受到影响；
③当水样中含有大量VOC时，不利于使用直接法测TOC，因其测试结果为难挥发性TOC。
参考文献：GB 13193-91 水质总有机碳(TOC)的测定非色散红外线吸收法。
toc的检测方法
toc的检测方法
TOC（Total Organic Carbon，总有机碳）是指水样中所有有机碳的总量，包括溶解态和悬浮态的有机碳。
TOC检测方法通常有以下几种：
1.氧化-燃烧法（Combustion Method）：
•原理：将水样中的有机碳氧化为二氧化碳 （CO2），再利用特定的检测设备测量产生的CO2，从而计算出样品中的有机碳含量。
•步骤：水样首先经过酸化处理，然后通过氧化剂 （如高温和高浓度的氧气或过氧化氢）将有机碳氧化为CO2，再通过检测装置 （如红外分析仪）测量CO2含量。
2.高温催化氧化法 （High-Temperature Catalytic Oxidation）：
•原理：将水样中的有机碳在高温条件下通过催化剂氧化为CO2。
•步骤：将水样注入反应器中，利用催化剂 （如白金或钯）在高温条件下氧化有机物为CO2，再通过CO2传感器或检测设备测量CO2的含量。
3.二氧化碳传导法（CO2 Conductivity Method）：
•原理：通过水样中产生的CO2使水的电导率发生变化来测定有机碳含量。
•步骤：将水样中的有机碳氧化为CO2，CO2与水反应生成碳酸根离子 （CO3^2-）和氢离子 （H^+），导致水的电导率发生变化，通过电导率测量设备来测定有机碳含量。
4.紫外光氧化法（UV Oxidation Method）：
•原理：通过紫外光氧化水样中的有机物，产生CO2，然后用CO2检测设备测定含量。
•步骤：使用UV光源对水样进行光氧化，将有机物氧化为CO2，然后通过CO2检测设备或传感器测量CO2含量。
选择何种方法取决于样品的性质、目标检测的灵敏度要求、实验室设备和预算等因素。
总有机碳(TOC)测定实验
实验日期：2015.10.28实验名称：总有机碳（TOC）测定实验一、实验目的掌握总有机碳（TOC）的测定原理和方法；了解总有机碳测定仪（TOC-V）的基本构造，学会其使用方法；掌握通过有机碳测定判断水体污染状况的方法。
二、测定原理总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)：表示溶解或悬浮在水中有机物的含碳量(以质量浓度表示)，是以碳量表示水体中有机物质总量的综合指标，直接反映了水体被有机物质污染的程度。
TOC的测定是由专门的总有机碳分析仪（TOC-V）来测定的。
在分析仪器中，水样中所有含碳化合物通过载气（O2）带入石英燃烧管中，以Pt为催化剂，经高温（900℃）燃烧后转化成CO2后，仪器内部自带的非分散型红外线气体分析仪器就可以测得总碳（TC）含量；再以盐酸为催化剂，低温（150℃）燃烧样品，将无机碳酸盐转化为CO2，测得无机碳（IC）的含量。
它们的差值即为TOC:TOC(mgC/L)=TC-IC。
三、实验步骤1.准备工作：调节载气压力、流速；打开TOC测定仪（TNM-1型），预热约30min至主机就绪状态。
2.标样配制：TC标样：配制邻苯二甲酸氢钾标液TC约1000ppm，稀释一系列适当浓度的样品；IC标样：配制NaHCO3+Na2CO3标液IC100ppm，稀释一系列适当浓度的样品。
3.进行标样的测定及数据处理。
4.TOC样品测定:移取5ml 1200mg/L苯酚储备液于50ml容量瓶中，稀释至刻度，测定其TOC值，并记录数据。
5.样品测定结束后，用清水同样测定两次，然后关机。
四、实验数据记录M(苯酚)=94.111g/mol; M(C)=12.0107g/mol测得的平均值与理论值的偏差太大（理论值是实验值的2倍还要多），以至于可以看作实验失败。
估计原因是：○1苯酚储备液的浓度并非1200mg/L；○2在稀释的时候并未稀释到标准状态，可能是由于移液管是5ml规格但是容量瓶是100ml的规格。
水质 总有机碳的测定
精心整理水质总有机碳的测定燃烧氧化-非分散红外吸收法1适用范围本标准规定了测定地表水、地下水、生活污水和工业废水中总有机碳（TOC）的燃烧氧化-非分散红外吸收方法。
本标准适用于地表水、地下水、生活污水和工业废水中总有机碳（TOC）的测定，检出限为0.1mg/L，测定下限为注1注2注322.12.22.32.42.533.1差减法测定总有机碳将试样连同净化气体分别导入高温燃烧管和低温反应管中，经高温燃烧管的试样被高温催化氧化，其中的有机碳和无机碳均转化为二氧化碳，经低温反应管的试样被酸化后，其中的无机碳分解成二氧化碳，两种反应管中生成的二氧化碳分别被导入非分散红外检测器。
在特定波长下，一定质量浓度范围内二氧化碳的红外线吸收强度与其质量浓度成正比，由此可对试样总碳（TC）和无机碳（IC）进行定量测定。
总碳与无机碳的差值，即为总有机碳。
3.2直接法测定总有机碳试样经酸化曝气，其中的无机碳转化为二氧化碳被去除，再将试样注入高温燃烧管中，可直接测定总有机碳。
由于酸化曝气会损失可吹扫有机碳（POC），故测得总有机碳值为不可吹扫有机碳（NPOC）。
4干扰及消除水中常见共存离子超过下列质量浓度时：SO42?400mg/L、Cl?400mg/L、NO3?100mg/L、PO43?2?5）。
5.15.25.35.45.55.65.7℃下干燥至恒重）混匀。
在5.81.7634g1000ml5.950.00ml匀。
在45.10（5.7）于200ml5.11载气：氮气或氧气，纯度大于99.99%。
6仪器和设备本标准除非另有说明，分析时均使用符合国家A级标准的玻璃量器。
6.1非分散红外吸收TOC分析仪。
6.2一般实验室常用仪器。
7样品水样应采集在棕色玻璃瓶中并应充满采样瓶，不留顶空。
水样采集后应在24h内测定。
否则应加入硫酸（5.2）将水样酸化至pH≤2，在4℃条件下可保存7d。
8分析步骤8.1仪器的调试按TOC分析仪说明书设定条件参数，进行调试。
水中toc的测定方法
水中总有机碳（Total Organic Carbon, TOC）的测定方法主要包括以下几种常见类型：1.湿法氧化（过硫酸盐法）- 非色散红外探测（NDIR）在这种方法中，首先通过添加酸（如磷酸）处理水样，将其中的无机碳转化为二氧化碳并排出，以消除无机碳的干扰。
之后，向样品中加入过硫酸盐作为氧化剂，在一定的温度条件下，水中的有机碳被氧化为二氧化碳。
产生的二氧化碳随后通过非色散红外检测器（NDIR）进行定量测定，从而得出TOC的浓度。
此方法适用于地表水、地下水等常规水体，但对于含有复杂有机物如腐殖酸、高分子化合物等的水体，氧化可能不充分。
2.高温催化燃烧氧化 - 非色散红外探测（NDIR）该方法通过将水样加热至高温（通常在680℃以上，并在催化剂存在下），使水样中的有机碳彻底氧化为二氧化碳。
高温燃烧能够确保大多数有机物得到有效氧化，适用于污染严重的江河、海水和工业废水样品。
3.紫外氧化 - 非色散红外探测 (NDIR)这种方法利用185nm的紫外光照射水样，促使有机碳氧化为二氧化碳。
同样在检测前需先去除无机碳。
虽然紫外氧化法对于某些类型的有机物（如颗粒状有机物、药物、蛋白质等）氧化效率不高，但在测定原水、工业用水等水体时较为适用。
4.紫外(UV)- 湿法(过硫酸盐)氧化 - 非色散红外探测(NDIR)结合了紫外氧化和湿法氧化的优点，首先利用紫外光部分氧化有机物，接着加入过硫酸盐进一步氧化未完全氧化的有机碳，最后通过NDIR检测二氧化碳含量以确定TOC浓度。
这种方法提高了氧化效率，尤其适用于较高TOC含量和复杂有机成分的水体。
5.差减法差减法是一种间接测定TOC的方法，分为两个步骤：o总碳（TC）测定：水样在高温炉中燃烧，所有碳都被转化为二氧化碳；o总无机碳（TIC）测定：通过酸化水样，使得碳酸盐分解为二氧化碳；最终，通过TC和TIC的差值得出TOC（TOC = TC - TIC）。
除了上述方法外，还有其他技术如电阻法、紫外吸收光谱法、电导法等也被用于TOC的测定，但这些方法可能针对性更强，或局限于特定水质条件下的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
测量水中的TOC总有机碳
有机碳化合物种类繁多，由于碳有形成长链分子的能力，有机化合物的种类几乎是无限的。
气相色谱仪(GC) 或高效液相色谱仪(HPLC)可以用来定量分析特定的有机化合物，当然前提是要知道分析什么物质。
测量总有机碳(TOC)并不分析某种特定的有机化合物，实际测量的样品中往往非常复杂，含有多种混合的有机物质，总有机碳(TOC)表征的就是所有这类物质的总和。
测量TOC的原因不外乎过程控制或法规限制，以下是一些常见的TOC测量应用：
自来水厂：有机碳与消毒剂例如氯或臭氧形成消毒副产物(DBP)，有可能有致癌性。
在消毒前减少有机碳含量可以大大降低消毒副产物(DBP)对公众健康的危害。
市政污水处理厂：监测进水的TOC含量测量，有助于指导工艺控制，提高处理效率。
出水的TOC含量需要达到相应标准才能排放到地表水系中。
工业污水处理：监测出水的TOC含量，确保达标排放。
发电厂：过程水中的TOC含量测量和控制，有助于减少腐蚀性成分对昂贵设备的损害。
制药厂：监测并控制水中的TOC含量，阻止有害细菌的生长。
半导体厂：芯片生产需要超纯水，集成度越高的芯片，对水的纯度要求越高，也需要监测其中的TOC含量。
TOC 的相关概念
无机碳只与氧原子结合，例如二氧化碳，碳酸氢盐或碳酸盐。
有机碳可以与不同的原子结合，例如氢原子，氮原子或其它碳原子。
下面是关于有机碳的常用概念：
TC: 总碳
TOC: 总有机碳
TIC: 总无机碳
DOC: 总溶解有机碳
POC: 可清除有机碳（也叫VOC 挥发性有机碳)
NPOC: 不可清除有机碳
总有机碳可以用总碳减去总无机碳来计算，写成公式如下：
TC – TIC = TOC
TOC测量方法
总有机碳的测量，主要有两类方法。
一是直接测量法，即对待测样品中的有机碳进行氧化，测量产生的二氧化碳量，确定有机碳含量。
二是间接测量法，例如测量有机碳对紫外光的吸收，根据吸收光谱，计算有机碳含量。
常见的氧化方法包括化学氧化剂法（例如过氧化氢）；燃烧法（通常有辅助催化剂）；加热；电离辐射（例如紫外光照射）等，或者这些方法的组合。
对于二氧化碳的测量，常用的方法是电导率测量法和非发散红外(NDIR)测量法。
电导率测量法是基于二氧化碳的增加可以增加碳酸根和碳酸氢根，导致电导率变化。
非发散红外方法是测量特定频率的红外光对二氧化碳的吸收。
总体而言，成分复杂的高浓度有机废水，或工业废水宜用氧化法，特别是燃烧法近年来呈现流行趋势。
但氧化法设备复杂昂贵，需要试剂或大量运营维护。
对于饮用水来说，总有机碳主要来源于不挥发的腐殖酸等大分子有机物；半导体、制药和电力等超纯水应用也基本不存在挥发性有机物。
市政污水出水和地表水，成分不那么复杂。
这些应用适合紫外光吸收法，可以做到实时在线维护量低，无试剂。
原位法在线紫外-可见光连续光谱分析仪
在线连续光谱分析仪无需采样和预处理，可以用同一原理同时测量COD、BOD、TOC和DOC（溶解有机物）等参数。
即使在悬浮物浓度很高，达到数克每升（g/L）的含量的情况下，也可以通过独特的悬浮物/浊度光谱补偿算法，准确测量所需的参数，其测量精度通常高于柜式在线分析仪的测量。
采用连续光谱测量方法的优势是直接观测相关的有机物吸收谱线，对于TOC/DOC，这种方法测量的数据离散性较低，而传统实验室化学测量方法对于TOC/DOC的测量数据始终没有很大把握（尤其是低量程情况下），因此采用UV/VIS（紫外-可见光）连续光谱法可以得到更小的测量下限，更高的测量精度。
图1：典型UV/VIS连续光谱，有机物的最大吸收并不都在254 nm
UV254 (254 nm吸收光谱)是长时间以来公认的有机碳指标参数，通常用于饮用水（标准DIN38404）。
这个波长的选择更多的是基于历史应用习惯而非分析过程需要，很多情况下，有机物会在其它波长产生最强的吸收峰值，图1所示的是造纸污水处理厂进水连续光谱，有机物吸收峰在280nm，代表了可以降解的有机物。
由于生物降解作用，我们看到了有机物从原水（蓝色）到中间处理（绿色）再到最终排放（红色）被成功地降解。
此类应用情况下，单独测量UV254无法准确得到所需的有机物参数，因为在254nm处的吸收与有机物含量相关性不足，红绿蓝三条线的变化更多的是由于悬浮物浓度/浊度变化引起的。
进一步讲，DOC （溶解有机物）的测量必须在悬浮物浓度/浊度全光谱补偿之后进行，传统的双波长紫外法（除254nm外，在可见光区域选择一个波长的吸收用于浊度补偿）无法准确测量复杂水体的水质参数，因为可见光区域单一波长的吸收很难具有全面的代表性，悬浮物浓度/浊度容易受颗粒物性质和颜色变化影响。
SA-9连续光谱探头采用了标准化的光谱算法，引入整个吸收谱线测量TOC和DOC等有机物水质参数（对于UV/Vis紫外到可见光探头是200-750nm；对于紫外UV探头是200-400nm），更为独特是采用悬浮物浓度/浊度全光谱补偿法，使测量完全不需要进行水样预处理。
经过现场验证的出厂标定数据，以及测量每个参数时都考虑多个波长（连续光谱），大大提高了测量可靠性与准确度。
利用连续吸收光谱特性和先进的算法，可以区分不同种类的有机碳物质，建立特定光谱区域与生物降解性或者特定有机物的关系。
这种关系可以用来优化减少有机物的处理工艺，例如污水处理厂的生物处理过程。
对于TOC/DOC等常规水质参数的测量，连续光谱分析原理是一种很先进的测量方法，直接测量无试剂，目前已经有不少关于这种测量方法的科学论文而且被许多用户采用。
这种测量是基于不同有机物或有机物群与吸收光谱的相关性，在相应的光谱区域确定后，多个波长的组合被用于计算所测参数的浓度值，这是因为对于感兴趣的有机物分子来说，只有特定的部分吸收光，需要找出吸收光与不吸收光的有机物部分之间的关系，这就需要做一些参比测量来确认测量结果，这点与传统UV紫外测量方法不同。
Delta-Phase公司光谱探头为标准化应用内置了出厂预标定数据库，这意味着对于常规测量通常不需要初始标定，但是公司推荐条件允许的情况下进行现场标定以得到更好的测量精
度。
使用连续光谱测量方法主要有两大好处：首先是得益于独特的悬浮物浓度/浊度全光谱补偿，测量溶解有机物DOC的性能远远高于传统测量方法，无论是柜式化学法还是双波长UV 法。
图2是SA-9光谱探头测量与柜式化学法测量仪的比较，后者需要先通过机械预处理装置过滤掉悬浮颗粒，但在连续在线运行的情况下，维护量与运行费用是惊人的。
图2：在线DOC测量比较——连续光谱分析仪（褐色）对柜式分析仪（蓝色）
其次，由于测量系统是纯粹的光学分析仪，只需要干净的压缩空气作为吹扫附件，无需分析小屋、采样与预处理装置、化学药剂等等，使启动和运行费用都大大降低。
正常的维护周期是6个月，也优于传统分析仪。