021-64550709
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技術文章
TECHNICAL ARTICLES
更新時間：2023-11-24
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總有機碳（TOC）是以碳的含量表示水體中有機物質總量的綜合指標。水中總有機碳的測定，目前以低溫氧化法、燃燒法及電導率法為主要分析方法。采用燃燒氧化-非分散紅外吸收法測定總有機碳，能將水體中有機碳全部氧化，測量結果準確，且測量時間短，TOC分析已成為世界許多國家水處理和質量控制的主要手段。
現有含鹽量不同的水樣需測總有機碳含量，本文選擇TOC-2000型總有機碳分析儀按照標準HJ 501-2009 《水質總有機碳的測定燃燒氧化—非分散紅外吸收法》，選用差減法對六個樣品進行測試。
關鍵詞：水質；總有機碳；燃燒氧化；非分散紅外吸收；差減法；耐鹽量
一、實驗部分
1、儀器與試劑
1.1儀器：TOC-2000型TOC分析儀（上海元析儀器有限公司）
1.2試劑：鄰苯二甲酸氫鉀（基準試劑）、碳酸鈉（基準試劑）、碳酸氫鈉（優級純）、磷酸（優級純）、去二氧化碳蒸餾水
2、實驗方法
2.1 標準溶液的配置[ρ（有機碳，C）=1000 mg/L ]
稱取2.1254g鄰苯二甲酸氫鉀、4.4085g無水碳酸鈉和3.5000g碳酸氫鈉，置于燒杯中，加純水溶解后，轉移此溶液于1000mL容量瓶中，用純水稀釋至標線，混勻，配制成TOC值為1000mg/L、IC值為1000mg/L的標準溶液。
2.2 磷酸溶液（體積分數為10%）
量取10mL優級純H3PO4，用超純水稀釋至100mL（有效期一個月）。
3、實驗條件
表1 實驗條件
| 載氣種類 | 高純氧，體積分數為99. 995% 以上 |
| 載氣流量 | 180mL/min |
| 催化劑 | 氧化鈰催化劑 |
| 裂解爐溫度 | 800℃ |
| 冷凝器溫度 | 5℃ |
| 進樣量 | 200μL |
4、實驗方法及實驗數據
4.1 標準曲線的繪制
按照標準配制成總碳濃度為0.0、4.0、10.0、20.0、40.0mg/L和無機碳濃度為0.0、2.0、5.0、10.0、20.0mg/L的混合標準系列溶液，采用同體積不同濃度進樣繪制標準線，以碳的質量為橫坐標，以積分面積信號為縱坐標，繪制校準曲線；
選用二次擬合得到
TC曲線方程：Y=-5024648.3X2+324998.2X+1.4，相關系數R= 1.0000
TIC曲線方程：Y=-5995021.6X2+334757.0X+6.4，相關系數R= 0.9998
圖1 TC標準曲線
圖2 TIC標準曲線
4.2 質量控制
配制總碳濃度為20.0mg/L，無機碳濃度為10.0 mg/L的混合標準溶液，對繪制的標準曲線進行反測，通過對反測結果的計算得到TOC的RSD為0.88%，示值誤差為3.00%，均符合《水質總有機碳的測定燃燒氧化—非分散紅外吸收法》（HJ 501-2009）、《中華人民共和國國家計量檢定規程》（JJG 821-2005）的要求。
表2 示值誤差
| 測量次數 | TC實測濃度（mg/L） | TIC實測濃度（mg/L） | TOC實測濃度（mg/L） |
| 1 | 20.64 | 10.41 | 10.23 |
| 2 | 20.58 | 10.32 | 10.26 |
| 3 | 21.02 | 10.62 | 10.40 |
| 均值 | 20.75 | 10.45 | 10.30 |
| RSD（%） | 1.17 | 1.44 | 0.88 |
| 示值誤差（%） | 3.75 | 4.50 | 3.00 |
4.3樣品前處理
根據所得樣品信息，“樣品一”、“樣品二”、“樣品三”、“樣品四”含鹽量在15%左右，“樣品五”、“樣品六”含鹽量在26%左右，為了保證良好的測試準確度，減小含鹽量高的樣品對測試的干擾，也為了減少儀器耗材的損耗，用超純水將“樣品一”、“樣品二”、“樣品三”、“樣品四”稀釋20倍后進樣測試，“樣品五”、“樣品六”稀釋50倍后進行測試。
4.4樣品測試結果
從稀釋過后的六個樣品的測試結果中發現，所有樣品中的無機碳含量較低，在總碳中所占的比例也較低，這種類型的樣品適合用差減法進行測試，可以保證數據的準確性。
表3 樣品測試結果
| 樣品名稱 | 序號 | TC(mg/L) | 均值mg/L) | TIC（mg/L） | 均值(mg/L) | TOC(mg/L) |
| 樣品一 | 1 | 153.2 | 152.6 | 13.4 | 14.5 | 138.1 |
| 2 | 151.6 | 14.2 | ||||
| 3 | 153.0 | 15.8 | ||||
| 樣品二 | 1 | 156.8 | 159.1 | 37.0 | 36.9 | 122.2 |
| 2 | 160.2 | 36.2 | ||||
| 3 | 160.2 | 37.6 | ||||
| 樣品三 | 1 | 169.6 | 171.5 | 50.6 | 49.5 | 122.0 |
| 2 | 173.0 | 52.2 | ||||
| 3 | 171.8 | 45.6 | ||||
| 樣品四 | 1 | 184.6 | 189.2 | 36.6 | 38.5 | 150.7 |
| 2 | 189.8 | 38.0 | ||||
| 3 | 193.2 | 40.8 | ||||
| 樣品五 | 1 | 219.0 | 222.0 | 16.5 | 17.3 | 204.7 |
| 2 | 222.5 | 18.0 | ||||
| 3 | 224.5 | 17.5 | ||||
| 樣品六 | 1 | 265.0 | 263.0 | 79.0 | 75.2 | 187.8 |
| 2 | 265.0 | 70.0 | ||||
| 3 | 259.0 | 76.5 |
注：上表中測試結果均為換算過后的測試數據。
5、分析與總結
本次試驗將含鹽量高的樣品進行合適倍數的稀釋，降低鹽濃度后上機測試。實驗結果表明，TOC-2000總有機碳分析儀測試含鹽成分較高的水樣，測試結果良好，方法重復性和示值誤差均符合相關國家標準要求。
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