下面針對水質(zhì)檢測總有機碳分析儀的測定原理、TOC分析方法及分析的步驟進行介紹。

　　一、TOC儀器的測定原理

　　水質(zhì)檢測總有機碳分析儀由專門的儀器——總有機碳分析儀（以下簡稱TOC分析儀）來測定。TOC分析儀，是將水溶液中的總有機碳氧化為二氧化碳，并且測定其含量。利用二氧化碳與總有機碳之間碳含量的對應(yīng)關(guān)系，從而對水溶液中總有機碳進行定量測定。

　　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，流程簡單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，因此這種TOC分析儀廣為國內(nèi)外所采用。

　　TOC分析儀主要由以下幾個部分構(gòu)成：進樣口、無機碳反應(yīng)器、有機碳氧化反應(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，使有機化合物和無機碳酸鹽均轉(zhuǎn)化成為二氧化碳。經(jīng)反應(yīng)管的水樣受酸化而使無機碳酸鹽分解成為二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次導(dǎo)入非分散紅外檢測器，從而分別測得水中的總碳（TC）和無機碳（IC）?？偺寂c無機碳之差值，即為總有機碳（TOC）。

　　2.直接法測定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，可直接測定總有機碳。但由于在曝氣過程中會造成水樣中揮發(fā)性有機物的損失而產(chǎn)生測定誤差，因此其測定結(jié)果只是不可吹出的有機碳值。

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）無水碳酸鈉：基準(zhǔn)試劑

　　（3）碳酸氫鈉：基準(zhǔn)試劑

　?。?span lang="EN-US">4）無二氧化碳蒸餾水

　　2.標(biāo)準(zhǔn)貯備液的制備

　　（1） 有機碳標(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） 無機碳標(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無機碳。

　　3.有機碳、無機碳標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

　　從各自的貯備液中按要求稀釋得來。

　　4.校準(zhǔn)曲線的繪制

　　由標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋成不同濃度的有機碳、無機碳標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，分別注入燃燒管和反應(yīng)管，測量記錄儀上的吸收峰高，與對應(yīng)的濃度作圖，繪制校準(zhǔn)曲線。

　　5.水樣測定

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

　　6. 計算

　　差減法：總有機碳（mg/L）=總碳－無機碳

直接法：總有機碳（mg/L）=總碳

 系統(tǒng)組成

TOC分析儀的組成包括以下7個主要部分：

① 在線檢測裝置（在線型儀器配備）

② 樣品蠕動泵

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 在線檢測裝置

進入儀器內(nèi)部后水樣的流速大約為0.5 ml/min。進入在線檢測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裝置的排出液均由排液管排出。

1.3 離線檢測

離線檢測時，儀器可從樣品瓶或其它沒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)過濾膜（孔徑60μm或更?。┻^濾后進入儀器，以防止樣品中的微粒阻塞儀器。儀器的進樣管為1/16英寸的Teflon管，經(jīng)蠕動泵抽進管路中的水樣流速約為0.5 ml/min。

1.4 分流器

水樣進入儀器后分成相同流量的兩路，其中一路通過延遲線圈進入二氧化碳傳感器，檢測TIC，另一路通過氧化反應(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物分解為二氧化碳，進入二氧化碳傳感器檢測TC?？傆袡C碳可通過這個差值計算得到：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化合物氧化成二氧化碳，氧化反應(yīng)器是一個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·）能完全把有機化合物氧化為二氧化碳。

有機物 + OH·à CO₂ + H₂O

UV燈的使用壽命為6個月，當(dāng)更換時間到期時儀器將出現(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

檢測極限：0.001mg/L

檢測精度：±5%

檢測范圍：0.001mg/L～1.000mg/L

分析時間：4min

響應(yīng)時間：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

相對濕度：≤ 85%

重復(fù)性誤差：≤ 3%

零點漂移：±5%

量程漂移：±5%