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國(guó)季標(biāo)準(zhǔn)ISO水質(zhì)總有機(jī)碳(TOC)和溶解性有機(jī)碳(DOC)指南
總有機(jī)碳(Total Organic Carbon)即溶解和未溶解的有機(jī)物所含的碳的總和但是不能給出有機(jī)物的性質(zhì)。
在分析或試驗(yàn)之前應(yīng)該有效地去除同TOC混在一起的無機(jī)碳,或者先一起測(cè)定然后在最終結(jié)果中減去無機(jī)碳。
由于有機(jī)物的碳含量范圍可以十分寬廣,研究者選用的方法和儀器應(yīng)考慮到試樣的碳含量。范圍和應(yīng)用領(lǐng)域,本國(guó)季標(biāo)準(zhǔn)給出了測(cè)驗(yàn)TOC在各種水中的濃度的方法的試驗(yàn)準(zhǔn)則。
它包括對(duì)有機(jī)碳濃度從0.1到1000mg/L的水試樣的定義、干擾、試劑和預(yù)處理。而對(duì)于較高濃度的試樣則適當(dāng)稀釋后再進(jìn)行分析。
在特殊情況下樣品有必要進(jìn)行預(yù)處理,例如破碎水樣中的較大塊的物質(zhì)以防止堵塞儀器。本標(biāo)準(zhǔn)并不解決研究時(shí)所遇到的設(shè)備方面的問題。
除了純有機(jī)碳,試樣還含有CO2和碳酸鹽。在TOC試驗(yàn)之前無機(jī)碳應(yīng)通過不含CO2及有機(jī)物的氣體清除。
或者測(cè)量總碳量及總CO2后,通過TOC將從TC中減去總CO2后得出,這種方法最合適于總CO2量少于TOC的試樣。
而該物質(zhì)中所含有的碳的數(shù)量即為溶解性有機(jī)碳。原理通過燃燒氧化,加入適當(dāng)氧化物或紫外線照射等,使水中的有機(jī)碳氧化CO2。
水均勻蒸餾水或機(jī)制純凈水(去離子水)。本標(biāo)準(zhǔn)中提到的試劑只是在大多數(shù)TOC測(cè)定法中應(yīng)用的試劑。
總碳(TC):在水中以有機(jī)、無機(jī)、及單質(zhì)形式存在的碳的數(shù)量??偀o機(jī)碳(TIC):在水中以單質(zhì)碳、二氧化碳、碳化物、碳硅化合物,青化物、氰酸鹽、異氰酸鹽等形式存在的碳的數(shù)量。
揮發(fā)性有機(jī)物如苯、甲苯、環(huán)己烷、氯仿等,在通入CO2時(shí)會(huì)揮發(fā)損失,這些物質(zhì)的TOC試驗(yàn)就必須在封裝環(huán)境中進(jìn)行或采取其它辦法。
氧化成的CO2可以通過直接方法或還原成甲烷進(jìn)行分析。除此外,下面的方法也可以用于測(cè)定CO2:紅外光譜、滴定法、熱導(dǎo)法(TCD)、導(dǎo)電法。
電量分析法(庫(kù)侖滴定法)、CO2傳感器和將CO2還原成CH4后用離子焰(FID)。試劑在本標(biāo)準(zhǔn)中,使用的試劑均為分析級(jí)試劑。
總有機(jī)碳(TOC):在水中溶解或分散的有機(jī)碳的數(shù)量。3.4溶解性有機(jī)碳(DOC):處于水中的有機(jī)物質(zhì),該物質(zhì)能夠通過孔徑為0.45mm的過濾器。
如果有重質(zhì)碳、碳化物、青化物、氰酸鹽和異氰酸鹽等物質(zhì)的話,在實(shí)驗(yàn)過程中和有機(jī)碳一起處理。ISO5667-3水質(zhì)-樣品-第三部分-準(zhǔn)備及處理。
不包括在有些情況下,按生產(chǎn)商的指導(dǎo)進(jìn)行預(yù)處理時(shí)也會(huì)用到其他試劑。測(cè)定中用來稀釋試樣的水中含有的TOC引起的誤差相對(duì)于試樣的TOC來說是可以忽略的。
紫外線法僅以氧氣作為氧化源,僅現(xiàn)用于不存在顆粒物污染的水樣,無機(jī)碳則通過酸化、吹洗除去或單獨(dú)進(jìn)行分析。
預(yù)處理地方法依賴于試樣TOC的濃度,要使用的預(yù)處理方法與試樣TOC濃度的關(guān)系列于表1。
表 1 水樣預(yù)處理方法 | ||
試樣TOC(mg/L碳) | 稀釋用水中的TOC(mg/L碳) | 水處理方法舉例 |
<10 | 0.1 | UV處理、蒸汽法、冷凝 |
10~100 | 0.5 | 用KMnO4/K2Cr2O7 |
>100 | 1 | 用蒸餾水 |
鄰苯二甲酸氫鉀:原始濃度C(有機(jī)碳)=1000mg/L,在一個(gè)1000mg/L刻度的曲頸瓶中放入2.125克C8H5KO4(低于120℃干燥2小時(shí))。
加入700mL水溶解后稀釋至刻度處,這個(gè)溶液放在密封的瓶子中在冰箱里大約可存放兩個(gè)月。鄰苯二甲酸氫鉀:標(biāo)準(zhǔn)濃度C(有機(jī)碳)=100mg/L。
取100mL原始濃度溶液放在1000mg/L刻度曲頸瓶中,用水稀釋到刻度處混合均勻。此溶液密封后放在冰箱中約可保存一周。
無機(jī)碳分析用標(biāo)準(zhǔn)溶液C(無機(jī)碳)=1000mg/L,在1000mL刻度曲頸瓶中放入4.41g Na2CO3(285℃干燥1小勻化必須檢驗(yàn)效果。如果需要測(cè)試的只是可溶性有機(jī)物質(zhì)(DOC)用0.45um的半透膜過濾。
再用熱水沖洗,直到不再有有機(jī)物剩余為止。操作步驟校準(zhǔn),在使用相對(duì)法時(shí),必須有一條校準(zhǔn)曲線。
而使用決對(duì)法如酸化法或庫(kù)侖滴定法時(shí)校正曲線用于校正儀器,可以對(duì)適當(dāng)濃度的原始溶液或標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析以求得校準(zhǔn)曲線。
為了得到10mg/L的TOC濃度水平標(biāo)準(zhǔn)溶液,可在如下操作:從原始溶液中制取一系列至少5份標(biāo)準(zhǔn)試樣。
加入約500mL水溶解,再加入3.50克NaHCO3(用硅膠干燥)然后用水稀釋到刻度處。這瓶溶液在室溫保存。
試樣就要進(jìn)行均化處理,如用效率足夠高的超聲波儀,
水試樣要裝在干凈的玻璃瓶?jī)?nèi)并裝滿。如果必須貯存試樣,可在4℃的冰箱時(shí)存放。若打算測(cè)定細(xì)菌活性。
可將試樣酸化至PH=2的酸性狀態(tài)如用磷酸。試樣要在一周內(nèi)分析。試樣預(yù)處理,如果試樣不均勻,且通過振蕩也無法取得有代表性的試樣時(shí)。
TOC測(cè)試儀器,勻質(zhì)儀器,如超聲波儀或磁力攪拌器,用來使需分散的物質(zhì)迅速達(dá)到。取樣參看ISO5667-3。
補(bǔ)充試劑可以被其它穩(wěn)定化合物代替,只要它們能夠滿足滴定的需要。非揮發(fā)酸用來驅(qū)出CO2,如0.5mol/l的H3PO4。氣體:空氣、氮?dú)猓ú缓珻O2和有機(jī)雜質(zhì))。
取樣時(shí),應(yīng)確定所收集的樣品具有代表性(在取不溶物時(shí),此點(diǎn)更為重要)。并注意小心不要使試樣被有機(jī)物污染。
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