下面針對(duì)水質(zhì)檢測(cè)總有機(jī)碳分析儀的測(cè)定原理、TOC分析方法及分析的步驟進(jìn)行介紹。

　　一、TOC儀器的測(cè)定原理

　　水質(zhì)檢測(cè)總有機(jī)碳分析儀由專門的儀器——總有機(jī)碳分析儀（以下簡(jiǎn)稱TOC分析儀）來(lái)測(cè)定。TOC分析儀，是將水溶液中的總有機(jī)碳氧化為二氧化碳，并且測(cè)定其含量。利用二氧化碳與總有機(jī)碳之間碳含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而對(duì)水溶液中總有機(jī)碳進(jìn)行定量測(cè)定。

　　儀器按工作原理不同，可分為燃燒氧化—非分散紅外吸收法、電導(dǎo)法、氣相色譜法等。其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法只需一次性轉(zhuǎn)化，流程簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，因此這種TOC分析儀廣為國(guó)內(nèi)外所采用。

　　TOC分析儀主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：進(jìn)樣口、無(wú)機(jī)碳反應(yīng)器、有機(jī)碳氧化反應(yīng)（或是總碳氧化反應(yīng)器）、氣液分離器、非分光紅外CO2分析器、數(shù)據(jù)處理部分。

　　二、燃燒氧化——非分散紅外吸收法

　　燃燒氧化—非分散紅外吸收法，按測(cè)定TOC值的不同原理又可分為差減法和直接法兩種。

　　1.差減法測(cè)定TOC值的方法原理

　　水樣分別被注入高溫燃燒管（900℃）和低溫反應(yīng)管（150℃）中。經(jīng)高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化，使有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)碳酸鹽均轉(zhuǎn)化成為二氧化碳。經(jīng)反應(yīng)管的水樣受酸化而使無(wú)機(jī)碳酸鹽分解成為二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次導(dǎo)入非分散紅外檢測(cè)器，從而分別測(cè)得水中的總碳（TC）和無(wú)機(jī)碳（IC）?？偺寂c無(wú)機(jī)碳之差值，即為總有機(jī)碳（TOC）。

　　2.直接法測(cè)定TOC值的方法原理

將水樣酸化后曝氣，使各種碳酸鹽分解生成二氧化碳而驅(qū)除后，再注入高溫燃燒管中，可直接測(cè)定總有機(jī)碳。但由于在曝氣過(guò)程中會(huì)造成水樣中揮發(fā)性有機(jī)物的損失而產(chǎn)生測(cè)定誤差，因此其測(cè)定結(jié)果只是不可吹出的有機(jī)碳值。

三、水樣中TOC的分析步驟

　　1.試劑準(zhǔn)備

　?。?span lang="EN-US">1）鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）：基準(zhǔn)試劑

　?。?span lang="EN-US">2）無(wú)水碳酸鈉：基準(zhǔn)試劑

　?。?span lang="EN-US">3）碳酸氫鈉：基準(zhǔn)試劑

　?。?span lang="EN-US">4）無(wú)二氧化碳蒸餾水

　　2.標(biāo)準(zhǔn)貯備液的制備

　?。?span lang="EN-US">1） 有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備液：稱取干燥后的適量KHC8H4O4，用水稀釋，一般貯備液的濃度為400mg/L碳。

　?。?span lang="EN-US">2） 無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備液：稱取干燥后適量比例的碳酸鈉和碳酸氫鈉，用水稀釋，一般貯備液的濃度為400mg/L無(wú)機(jī)碳。

　　3.有機(jī)碳、無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

　　從各自的貯備液中按要求稀釋得來(lái)。

　　4.校準(zhǔn)曲線的繪制

　　由標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋成不同濃度的有機(jī)碳、無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，分別注入燃燒管和反應(yīng)管，測(cè)量記錄儀上的吸收峰高，與對(duì)應(yīng)的濃度作圖，繪制校準(zhǔn)曲線。

　　5.水樣測(cè)定

　　取適量水樣注入TOC儀器進(jìn)行測(cè)定，所得峰高從標(biāo)準(zhǔn)曲線上可讀出相應(yīng)的濃度，或由儀器自動(dòng)計(jì)算出結(jié)果。

　　6. 計(jì)算

　　差減法：總有機(jī)碳（mg/L）=總碳－無(wú)機(jī)碳

直接法：總有機(jī)碳（mg/L）=總碳

 系統(tǒng)組成

TOC分析儀的組成包括以下7個(gè)主要部分：

① 在線檢測(cè)裝置（在線型儀器配備）

② 樣品蠕動(dòng)泵

③ 分流器

④ 氧化反應(yīng)器

⑤ 二氧化碳傳感器

   ⑥ 微處理控制器和電子線路板

⑦ 輸出接口

1.2 在線檢測(cè)裝置

進(jìn)入儀器內(nèi)部后水樣的流速大約為0.5 ml/min。進(jìn)入在線檢測(cè)裝置的水樣溫度可以在1～95℃范圍內(nèi)，儀器的廢液和在線檢測(cè)裝置的排出液均由排液管排出。

1.3 離線檢測(cè)

離線檢測(cè)時(shí)，儀器可從樣品瓶或其它沒(méi)有壓力的容器直接取樣。儀器管路沖洗和儀器校準(zhǔn)應(yīng)在離線狀態(tài)操作。若樣品中有不可溶性微粒，應(yīng)經(jīng)過(guò)濾膜（孔徑60μm或更?。┻^(guò)濾后進(jìn)入儀器，以防止樣品中的微粒阻塞儀器。儀器的進(jìn)樣管為1/16英寸的Teflon管，經(jīng)蠕動(dòng)泵抽進(jìn)管路中的水樣流速約為0.5 ml/min。

1.4 分流器

水樣進(jìn)入儀器后分成相同流量的兩路，其中一路通過(guò)延遲線圈進(jìn)入二氧化碳傳感器，檢測(cè)TIC，另一路通過(guò)氧化反應(yīng)器利用紫外燈（UV燈）加二氧化鈦薄膜光催化氧化作用將有機(jī)物分解為二氧化碳，進(jìn)入二氧化碳傳感器檢測(cè)TC?？傆袡C(jī)碳可通過(guò)這個(gè)差值計(jì)算得到：TOC = TC–TIC。

1.5 氧化反應(yīng)器

儀器利用UV射線在二氧化鈦光催化劑的作用下將有機(jī)化合物氧化成二氧化碳，氧化反應(yīng)器是一個(gè)UV燈外包螺旋形的石英管。UV燈發(fā)出185nm和254nm的光線，使水產(chǎn)生光分解。

H₂O + hν(185nm)（TiO₂）à OH· + H·

羥基自由基（OH·）能完全把有機(jī)化合物氧化為二氧化碳。

有機(jī)物 + OH·à CO₂ + H₂O

UV燈的使用壽命為6個(gè)月，當(dāng)更換時(shí)間到期時(shí)儀器將出現(xiàn)警告信息，提醒用戶更換UV燈。

電    源：220V±22V

電源頻率：50Hz±1Hz

額定功率：100W

基本尺寸：44cm×18cm×26cm

檢測(cè)極限：0.001mg/L

檢測(cè)精度：±5%

檢測(cè)范圍：0.001mg/L～1.000mg/L

分析時(shí)間：4min

響應(yīng)時(shí)間：15 min以內(nèi)

樣品溫度：1-95℃

環(huán)境溫度：10-40℃    溫度變化在±5℃/d以內(nèi)

內(nèi)部樣品流速：0.5 ml/min

相對(duì)濕度：≤ 85%

重復(fù)性誤差：≤ 3%

零點(diǎn)漂移：±5%

量程漂移：±5%