第九章 元素分析和总有机碳测定
《总有机碳分析》课件
总有机碳分析技术将向更高灵敏度、更快速、更便携和更智能化方向发展。
总有机碳分析的未来展望
总有机碳分析将广泛应用于更多领域，如生态监测、食品安全和资源回收等，为可持续发展 做出贡献。
结论
1 总结总有机碳分析的
重点内容
总有机碳分析涉及总有机 碳的含义、分析原理、常 用方法和应用领域等关键 内容。
怎么进行总有机碳分析？
总有机碳分析可以使用不同 的方法，包括燃烧法、湿氧 化法和元素分析法。
总有机碳的含义
总有机碳的概念
总有机碳是指样品中所有有机 物元素的总含量，是评估样品 有机质含量的重要指标。
总有机碳的种类与来源
总有机碳可以来自生物体的碳 化合物，如植物残渣、动物糞 便和微生物遗骸。
总有机碳的危害
总有机碳含量是评估土壤肥力和 作物生长状况的重要指标，可指 导农业生产和土壤改良。
总有机碳分析在工业领域 的应用
总有机碳分析可以用于工业废水 处理、环保检测和产品质量控制 等方面，确保工业生产的环保和 可持续发展。
总有机碳分析的前景
对总有机碳分析的需求
随着环境和健康意识的增强，人们对总有机碳分析的需求将会不断增加。
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总有机碳分析的标准与规范
国际上有一些标准和规范，如ISO 10694和ASTM D2579，用于指导总有机碳分 析的操作和数据解释。
总有机碳分析的应用
总有机碳分析在环保领域 的应用
通过总有机碳分析，可以评估土 壤和水体中有机污染物的含量， 帮助制定环境治理和保护措施。
总有机碳分析在农业领域 的应用
过量的总有机碳可能会导致环 境污染和人类健康问题，如土 壤酸化和水体富营养化。
总有机碳分析的原理
土壤中总有机碳的测定
土壤中总有机碳的测定土壤中总有机碳的测定是土壤科学研究中的一个重要内容。
有机碳是土壤中的主要组成部分之一，对于土壤的肥力和生态系统的功能起着重要作用。
因此，准确测定土壤中的总有机碳含量对于土壤质量评价、农田管理和环境保护具有重要意义。
一、总有机碳的定义及意义总有机碳是指土壤中所有有机物质中的碳元素的总量。
有机碳是土壤中的有机质的主要组成部分，包括植物残体、动物残体、微生物体和土壤有机质的分解产物等。
土壤中的有机碳含量直接反映了土壤的肥力、保水保肥能力和养分供应能力。
同时，土壤中的有机碳还对气候变化和环境污染具有调节作用。
二、总有机碳的测定方法目前常用的测定土壤总有机碳含量的方法主要有干燥燃烧法、湿热酸化法和光谱法等。
干燥燃烧法是一种常规方法，通过将土壤样品干燥后进行高温燃烧，然后测定燃烧后的残渣中的碳含量来计算土壤中的总有机碳含量。
湿热酸化法则是将土壤样品与浓硫酸和高温下进行反应，使有机碳转化为二氧化碳，然后通过测定二氧化碳来计算土壤中的总有机碳含量。
光谱法则是利用土壤样品中的有机质特有的吸收光谱特征，通过光谱仪器来测定土壤中的总有机碳含量。
三、测定总有机碳的注意事项在进行土壤总有机碳含量的测定时，需要注意以下几点：1.样品的采集：应根据实际需要选择代表性的样品进行采集，避免污染和混杂。
2.样品的处理：样品在采集后应尽快进行处理，避免有机碳的损失和变化。
3.测定方法的选择：应根据实际需要和实验条件选择适合的测定方法，确保测定结果的准确性和可靠性。
4.仪器的校准：在进行测定前，应对仪器进行校准，确保测定结果的准确性。
5.数据的处理：测定结果应进行统计分析和数据处理，以得出准确的总有机碳含量。
四、总有机碳含量的影响因素及调控措施土壤中总有机碳含量受多种因素的影响，包括土壤类型、植被类型、土地利用方式、气候条件等。
为了提高土壤中的总有机碳含量，可以采取以下措施：1.合理施肥：适量施用有机肥和化肥，提高土壤中的有机质含量。
有机碳测定方法
有机碳测定方法有机碳是指在土壤、水体、大气等自然环境中存在的含碳化合物的总和。
有机碳的测定对于环境监测、土壤肥力评价、污染物迁移等方面具有重要意义。
因此，有机碳的准确测定方法对于科研和生产实践具有重要意义。
本文将介绍几种常用的有机碳测定方法，希望能够对相关领域的科研人员和工程技术人员提供帮助。
首先，常用的有机碳测定方法之一是元素分析法。
元素分析法是通过将样品中的有机物转化为气体或液体，然后测定其中的碳含量来确定有机碳的含量。
这种方法操作简单，准确度高，适用于各种类型的有机碳样品。
但是，该方法需要昂贵的设备和昂贵的分析费用，且需要一定的技术水平才能操作。
其次，还有一种常用的有机碳测定方法是紫外光谱法。
紫外光谱法是通过样品中有机物在紫外光下的吸收特性来测定有机碳含量。
这种方法操作简单，快速，适用于各种类型的有机碳样品。
但是，该方法对样品的纯度要求较高，且需要标准曲线进行校准，且受到其他物质的干扰较大。
另外，还有一种常用的有机碳测定方法是燃烧-红外法。
燃烧-红外法是通过将样品中的有机物燃烧，然后测定燃烧产物中的CO2含量来确定有机碳的含量。
这种方法准确度高，适用于各种类型的有机碳样品。
但是，该方法需要昂贵的设备和昂贵的分析费用，且需要一定的技术水平才能操作。
最后，还有一种常用的有机碳测定方法是化学法。
化学法是通过将样品中的有机物转化为其他化合物，然后测定其中的碳含量来确定有机碳的含量。
这种方法操作简单，适用范围广，但是需要大量的试剂和较长的分析时间。
综上所述，有机碳的测定方法有很多种，每种方法都有其优缺点。
在选择有机碳测定方法时，需要根据具体的样品性质、分析要求和实验条件来选择合适的方法。
希望本文介绍的有机碳测定方法能够对相关领域的科研人员和工程技术人员提供参考，同时也希望相关领域的科研人员和工程技术人员能够在实践中不断总结经验，完善有机碳测定方法，为环境保护和资源利用提供更好的技术支持。
总有机碳含量测定方法分析
总有机碳含量测定方法分析总有机碳含量的测定包括直接氧化有机碳，测定氧化剂消耗量或去除样品中的无机碳后测定剩余总碳含量。
根据样品自身特点选择不同氧化剂和测定方法，能够有效快速地测定总有机碳含量，为地调、能源的研究提供可靠的资料。
标签：总有机碳；测定；湿式氧化法；干式氧化法前言土壤、沉积物等地质样品中的有机碳含量是研究岩石圈、海洋、土壤、生态系统等多种碳库的一个重要参数。
随着全球碳循环和碳汇研究的深入，有机碳含量的测定手段越来越多样化，精密度和准确度也越来越高。
1 湿式氧化法1.1 重铬酸盐氧化法这是直接测定TOC的一种方法，其原理基于Walkley-Black法，此法优势在于简易且成本低廉，常被用于测定土壤、沉积物和废料样品。
用重铬酸钾-硫酸标准液氧化OC，测定氧化剂的剩余量。
加热、加入催化剂或微波震荡可以促进反应的完全进行，如在草原土壤样品的分析中加热至135℃有机碳的回收率达到100%。
加热可能导致重铬酸钾的分解使结果产生偏差，需严格控制加热的温度和加热时间。
Ciavatta等认为160℃条件下加热时间控制在10Min以内，重铬酸钾的分解可以忽略。
但有些样品中可能含有脂类等大分子有机物，不易被氧化，加热温度一般在170℃至200℃之间，加热时间较短；或者在低温100℃-135℃条件下延长加热时间。
然而此法最突出的问题是只能氧化易于氧化的OC，Grewal[1]等认为在土壤或类似样品中可被氧化的有机碳占总有机碳的比例在75-85%之间，所以建立一个准确的校正系数是十分必要的。
测定结果同时可能受到Cl-和Fe2+的干扰，如潘淑颖等[2]的研究表明样品中游离的Cl-可能部分被氧化。
可以通过加入硫酸银或建立一个校正系数来减小Cl-的影响，通过干燥空气可以氧化Fe2+。
1.2 过硫酸盐氧化法在加热或紫外光照射的条件下，过硫酸盐可以氧化样品中的有机分子。
此法通常用K2S2O8或Na2S2O8作氧化剂用于测定水样中的可溶性有机质（DOC）。
总有机碳的测定方法
总有机碳的测定方法机碳是指存在于有机物中的碳元素，通常被用作有机物质的定性和定量分析。
以下是几种常见的机碳的测定方法：1. 元素分析法：元素分析法是通过测定有机样品中碳的含量来确定机碳的测定方法。
使用该方法时，有机样品首先被干燥和研磨成粉末，并将样品置于燃烧器中进行燃烧。
通过测定被燃烧后产生的二氧化碳（CO2）的质量，即可计算出样品中的碳含量。
2. 光度法：光度法是通过测定有机物质在特定波长下的吸光度来确定机碳的测定方法。
该方法通常用于定量分析，通过测量样品溶液在特定波长下的吸光度，与已知机碳浓度的标准曲线进行比较，从而计算出样品中的机碳含量。
3. 捕收法：捕收法是通过使用特定的吸附剂来捕集有机物质中的机碳，然后再进行定量分析。
最常用的吸附剂是甲苯磺酸锂，有机样品与吸附剂在高温和高真空条件下反应，机碳会被捕集在吸附剂上。
然后，吸附剂与有机物质分离，并通过测定吸附剂中机碳的质量来计算机碳的含量。
4. 火焰光谱法：火焰光谱法是一种快速测定机碳的方法，通常用于有机物样品的质量检测。
该方法通过将有机样品喷入火焰中，使其燃烧产生特征的光谱信号。
这些光谱信号可以用于定量分析，从而确定样品中的机碳含量。
5. 湿法氧化法：湿法氧化法是通过在酸性条件下将有机样品与高氯酸或高氧化钾溶液反应来测定机碳。
反应过程中，有机物质被氧化成水和二氧化碳，水可以通过蒸发和收集测定，而二氧化碳可以通过冷凝和适当的吸收剂捕集来测定。
综上所述，机碳的测定方法有元素分析法、光度法、捕收法、火焰光谱法和湿法氧化法等多种。
这些方法在不同情况下有其适用性和限制性，根据测定的目的和样品的特性，选择合适的机碳测定方法进行定性和定量分析。
总有机碳(TOC)的测定(PPT42页)
• 那些对微生物有毒的物质，如杀菌剂、 有毒金属或游离氯等，会抑制生化作用， 造成结果偏低。
• 水中的藻类或硝化微生物也可能造成 虚假的偏高结果。
• 由于BOD5操作繁杂,一般只测定 CODCr值。CODCr是指在一定条件下， 水中易被强氧化剂 (重铬酸钾、高锰酸 钾 )氧化的还原性物质所消耗的量,结果 折算成氧 (O)的量 (以 mg/L计 ) ，它反 映了水中受还原性物质(主要是有机物) 污染的程度。
• 水样采集的一般方法
• 进行采样时，首先要选择好具体的采样 位置，要避免周围环境对采样器或采样 装置进水口的污染，包括采样者手指污 染的可能性也要防止。采样时通常还应 先用所取之水样将水样瓶洗涤2-3次，然 后再将水样灌进容器。
• 样品的保存
• 水样采集后，应保存在棕色玻璃瓶中， 而且要使水样完全充满。要避免将水样
• 工业废水具有废水成分复杂，不同行 业的工业废水其主要污染物也完全不同 的特点。但对于同一种工业废水来说， 其成分是相对固定的，可以通过对其深 入研究，寻找其CODCr与TOC的相关关 系，建立了相关方程。
• 3 测定的自动化程度比较
• CODCr的测定不论是传统的加热回流 法还是改进的仪器比色法，其耗时均长， 自动化程度低。TOC则可实现连续自动 在线监测。因此采用TOC表征水体水质 有机污染程度，这对于实现水环境质量 自动化监测具有重要意义。
样品有机污染的实际程度。
• 反应过程中无需添加试剂，反应的产 物是对环境无害的CO2和H2O，因此， 国外常用来评价水体被有机物污染的程
度，但国内受经济发展的限制，应用较
少。
二、TOC与CODCr的比较
总有机碳测定
总有机碳测定总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）是指样品中的所有有机化合物的总量。
有机碳不仅包括有机物，还包括各类有机酸、有机肥等。
测定总有机碳的方法有很多，包括高温燃烧法、湿氧化法、紫外线荧光法等。
本文将介绍总有机碳的测定原理、方法和应用，希望对读者有所启发。
首先，总有机碳的测定原理主要基于样品中的有机物在一定条件下被氧化分解的反应。
常用的氧化剂包括高温燃烧时产生的CO2、O2和湿氧化法中的K2Cr2O7等。
通过测定不同条件下反应后产生的CO2含量，可以得出样品中的总有机碳含量。
其次，总有机碳的测定方法根据样品的性质和测试目的有所不同。
高温燃烧法适用于固体样品和液体样品的测定，通过将样品在高温下燃烧得到CO2并利用红外吸收法测定CO2浓度，进而计算得到总有机碳含量。
湿氧化法适用于固体和液体样品的测定，通过将样品与酸性氧化剂反应，利用剩余的氧化剂滴定测定来计算总有机碳含量。
最后，总有机碳的测定在环境、农业、生物等领域中具有重要的应用价值。
在环境领域，测定总有机碳可以评估水体、土壤和大气中的有机污染物的状况，为环境保护和治理提供科学依据。
在农业领域，测定土壤的总有机碳含量可以评估土壤质量和肥力，指导农民的土壤管理和施肥措施。
在生物领域，测定生物体内的总有机碳含量可以了解其代谢过程和生理状况。
总之，总有机碳的测定是一项重要的分析技术，具有广泛的应用前景。
不同的测定方法和技术可以根据不同的需求选择使用。
通过测定总有机碳含量，可以更好地了解样品中的有机物及其对环境、农业和生物的影响，为科学研究和实际应用提供数据支持。
总有机碳含量测定方法分析
总有机碳含量测定方法分析总有机碳（TOC）是指在环境样品中含量较高的有机物质，它们包括糖类、脂类、蛋白类、核酸类、有机酸类等有机物质的综合。
总有机碳的含量对环境的污染和生物活动起着重要的控制作用，它可以用来监测和评估环境和生物污染。
总有机碳的含量对环境的污染和生物活动起着重要的控制作用，所以进行常规的的总有机碳含量测定是必要的。
总有机碳含量测定的方法大致可以分为两种：化学法和物理法。
其中化学法包括碳化学法、氧化碳法、溶剂萃取法和气相色谱法等；物理法包括紫外吸收法和光散射法等。
1.化学法碳化学法是指通过分析有机物发生化学变化，然后计算其有机碳含量，来测定总有机碳含量的方法。
该法的原理是，将样品溶于稀硝酸中，并加入过量的硝酸铵，在高温、低氧环境下，多种有机物都可以被氧化成有机碳，其残留物是氨水，最后将残留物过滤，然后用Kuldpermethionin进行校正，最终得出有机碳含量。
优点是法简单，耗费材料少，结果准确，能够准确、可靠地测定不同水溶液中的有机碳含量。
缺点是耗时多，稳定性差，只能用于测定简单的有机物。
2.相色谱法气相色谱法是利用一定的温度，把有机分子分解成电荷轻的气体（气相），通过柱式色谱仪，以电荷轻的速度分离各有机物质，再根据灵敏度检出，最终测定总有机碳含量的方法。
优点是性能稳定，分离出的有机物能够很好地被探测和计量出来，能够准确测定复合样品中有机物的含量；缺点是仪器及消耗品费用较高。
3.外吸收法紫外吸收法是一种以有机物对紫外线的吸收率来测定有机物质含量的方法。
该法可以检测出有机物质在水溶液中的溶解度，也可以用来测定有机物的总含量，并能够区分有机物的种类及浓度。
优点是快速，准确，量程大，可以同时测定多种有机物；缺点是受限于有机物对紫外线的特性，只能检测一定范围的有机物；另外，需要一定的校正和修正，才能得出准确的结果。
综上所述，总有机碳含量测定方法有碳化学法、气相色谱法、紫外吸收法三种，各有优缺点，在具体应用过程中，要根据实际情况，综合考虑各方面因素，选择合适的总有机碳含量测定方法，以保证测定的准确性和准确性。
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元素分析和总有机碳测定
9.1 元素分析仪的基本原理
已知重量的含C、H、N的有机化合物样 品在一定条件下在纯氧中燃烧，燃烧产物 CO2 、 H2O 、 N2 分别由热导分析器定量，从 而得出样品的C、H、N含量。或通过色谱法 分离检测。
还原
燃烧 进 样
混 合 室
He+H2O +CO2+N2
H2O
150－160℃
CO2Biblioteka 冷却器无机C切 换 装 置
IC
非 分 散 红 外
TOC＝TC－IC
超临界水氧 化技术 (SCWO)
• 纯水在温度374℃、压力22.1 MPa时，达到其临 界状态，该温度压力点称为纯水的临界点。 • 温度和压力均超过该临界点的水称为超临界水。
• 在此条件下的水既具有与气体相当的扩散系数(比 一般液体高10倍～ 100倍)和较低的黏度，又具有 与液体相近的密度和对物质良好的溶解能力。 • 有机物和氧气都溶于其中，使超临界水氧化反应 成为均相反应，大大减少相间传质、传热阻力。 • 正是由于SCW的溶剂化特性，使其成为有机物氧 化的理想介质。 • 由于在均相体系中氧化态自由基的独立活性更高， 氧化程度随之提高，高温高压加快了反应速度， 在几秒钟内即可实现对有机物的高度破坏。
• DOC 溶解有机碳
• 测DOC需要膜过滤（滤膜须处理），其 余同TOC。
新型元素分析仪器不再用化学吸附剂， 而用静态前沿色谱法分离。
9.2 总有机碳测定仪的基本原理
水样中的有机物催化燃烧或湿法氧化后生成CO2， 利用非分散红外测定CO2。生成的CO2量直接与水样 中的C有关。
Co催化剂
水 样
计量 O2
高温燃烧管
900－950℃
CO2
冷却器
总C
TC
H3PO4催化剂
低温燃烧管
热导池
He+CO2+N2
记
O2 He
CO2 热导池
He+N2
录
系 统
燃烧：950℃
还原：NOx还原成N2，吸收去除多余O2
混合：将燃烧产物CO2、 H2O 、 N2与 N 2 He混合均匀
热导池
检测：3对热导池串联，分别检测CO2 ， H2O和N2 W
一般元素分析仪的性能指标
性能指标： • 检测元素：CHNS/O • 准确度：0.3% • 样品要求：固态或半固态 元素分析范围（毫克） • C：0.001～3.6 • H：0.001～1.0 • N：0.001～6.0 • S：0.001～2.0 • O：0.001～2.0