什么是總有機碳？

所有有機分子中都含有碳：總有機碳 (TOC) 是物質中有機碳濃度的量度，被認為是物質污染或純度的最佳指標。還可以測量無機碳 (TIC)、總碳 (TC) 甚至可吹掃和不可吹掃有機碳（POC 和 NPOC）的水平。

為什么測量 TOC 很重要？

作為一種分析技術，TOC 使各行各業的公司能夠了解他們使用的水是否足夠干凈，適合他們的流程和目的，并且一旦離開他們的場地就不會導致環境破壞。

TOC 還可以測試不同行業使用的不同清潔方法，幫助確保需要無污染水的系統可以放心地這樣做。

為什么水的純度很重要？

水在各種工業過程中有許多應用。例如，它用于制藥工業、半導體制造和發電。飲用水還必須不含潛在的有害污染物。

這些以及其他應用都依賴于純凈的水。如果它被污染或污染，那么它可能會給行業及其客戶或消費者帶來非常嚴重的問題和挑戰。

例如，在制藥行業，高純水是多個生產過程中必不可少的組成部分之一。細菌污染會嚴重影響產品質量。

水中的污染物可能是由于過濾系統故障，或存儲或其他組件或過程的問題。

通常需要以這種方式測試的水類型是：

• 公共飲用水供應

• 工業廢水

• 發電廠的水

• 制藥商使用的水

• 電子制造中的用水量

需要對水進行測試的兩個主要原因是用于工藝或質量控制，或遵守特定法規。通過測試水的純度和測量污染物的水平，工業可以幫助保護他們的工藝、產品和消費者。

TOC 分析的方法是什么？

任何 TOC 分析都涉及三個階段：

• 采樣

• 氧化

• 檢測

采樣

可以手動或使用自動進樣器將樣品引入分析儀。

大多數 TOC分析儀使用流動注射樣品引入技術，其中注射泵通過 6/8 端口閥將等分樣品抽入儲液罐，切換閥門，然后添加稀釋劑，然后將樣品注入燃燒爐或 UV 池. 一些更先進的系統不需要水庫。

另一種樣品引入方法是使用直接注入樣品引入，其中樣品直接注入到爐內的催化劑上。

流動注射是一種通常用于非常干凈的樣品的技術，因為 6/8 通閥和注射泵都容易受到顆粒的影響，要么阻塞流動或損壞密封件。直接進樣方法可以處理“更重和更臟”的樣品，因為它沒有可能被堵塞的閥門或密封件。

氧化

氧化方法有很多種，最常見的三種是

• 光催化氧化 - 使用紫外線

• 化學氧化 - 使用過硫酸鈉和紫外線的組合

• 高溫燃燒——結合使用氧化催化劑和高溫。

如今，簡單的光催化氧化儀器不太常見，重要的是高溫系統具有足夠高的范圍以確保所有碳鍵都可以斷裂。

檢測

TOC分析儀使用兩種類型的檢測系統：

• 非色散紅外 (NDIR)

• 電導檢測器。

NDIR 通過分析二氧化碳在光譜的紅外區域的吸收光譜來測量二氧化碳的含量。樣品產生的 CO2 在紅外線源和檢測器之間通過；吸收曲線的差異表明樣品中的 CO2 水平不同

電導檢測器測量樣品中溶解二氧化碳的水平，因為這種溶解的二氧化碳會形成（非常）弱酸。電導率的差異表明樣品中 CO2 的含量不同。

NDIR 探測器更為常見；它們更穩健，不易受到離子干擾，通常可以在更寬的動態范圍內工作。

電導檢測器更便宜，不需要載氣，但它們的動態范圍更有限，更容易受到干擾。

TOC分析儀可以測量哪些類型的碳？

使用 TOC 分析，您可以測量樣品中不同形式的碳：

• 總有機碳 (TOC)

• 總碳 (TC)

• 總無機碳 (TIC)

• 可凈化有機碳 (POC)

• 不可吹掃有機碳 (NPOC)

• 溶解有機碳 (DOC)

雖然 TOC 是迄今為止測量不同行業和應用最普遍的參數，但有時需要了解其他碳形式的含量，因此 TOC分析儀可以測量上述所有不同的碳種類非常重要。

你如何計算TOC？

TOC 將確定樣品中所有有機化合物的總和，但它是一種非特定的測量形式。這意味著它無法確定存在哪些單獨的有機化合物。

大多數化合物是數千種不同有機碳化合物的復雜組合。

在 TOC 分析中，有兩種常用的計算/方法可用于確定 TOC 值。它們是微分法和NPOC法。

微分法需要兩次分析測量。一種測量樣品中的總碳，另一種測量總無機碳（樣品被酸化，釋放的無機碳轉化為二氧化碳，然后測量）。然后使用簡單的 TOC = TC – TIC 公式計算 TOC 值。

NPOC 方法通過酸化樣品并吹掃幾分鐘以驅除吹掃的碳來執行。然后分析等分試樣，并將 NPOC 值視為與 TOC 值相同。

微分法的優點是最終答案包括揮發性有機碳，但如果原始樣品中無機碳的含量特別高，則此方法不太適合。由于需要兩個等分試樣，因此總測量時間也更長。

NPOC 方法對 TIC 含量高的樣品效果更好，但這種方法的缺點是無法測量揮發性有機碳化合物。

大多數 TOC分析儀允許使用任何一種方法，有些儀器在使用 NPOC 方法時甚至會給出 TIOC 值。