纯化水总有机碳检测原理

1. 纯化水中总有机碳的检测，有什么意义

纯化水以碳的含量表示水中有机物质总量的指标；是水质的一个重要指标；水中总有机碳检测是制药用水检测的一个重要项目。
检验项目

2005年版检验项目
[1]
性状：本品为无色、无味的澄清液体。
检查：
酸碱度 取本品10ml，加甲基红指示液2滴，不得显红色；另取10ml，加溴麝香草酚蓝指示液5滴，不得显蓝色。
氯化物、硫酸盐与钙盐 取本品，分置三支试管中，每管各50ml。第一管中加硝酸5滴与硝酸银试液1ml，第二管中加氯化钡试液2ml，第三管中加草酸铵试液2ml，均不得发生浑浊。
硝酸盐 取本品5ml置试管中，于冰浴中冷却，加10%氯化钾溶液0.4ml与0.1%二苯胺硫酸溶液0.1ml，摇匀，缓缓滴加硫酸5ml，摇匀，将试管于50℃水浴中放置15分钟，溶液产生的蓝色与标准硝酸盐溶 液[取硝酸钾0.163g，加水溶解并稀释至100ml，摇匀，精密量取1ml，加水稀释成100ml，再精密量取10ml，加水稀释成100ml，摇匀，即得(每1ml相当于1μgNO3)]0.3ml，加无硝酸盐的水4.7ml，用同一方法处理后的颜色比较，不得更深(0.000 006%)。
亚硝酸盐 取本品10ml，置纳氏管中，加对氨基苯磺酰胺的稀盐酸溶液(1→100)1ml及盐酸萘乙二胺溶液(0.1→100)1ml，产生的粉红色，与标准亚硝酸盐溶液[取亚硝酸钠0.750g(按干燥品计算)，加水溶解，稀释至100ml，摇匀，精密量取1ml，加水稀释成100ml，摇匀，再精密量取1ml，加水稀释成50ml，摇匀，即得(每1ml相当于1μgNO2))0.2ml，加无亚硝酸盐的水9.8ml，用同一方法处理后的颜色比较，不得更深（.000002%)。
氨 取本品50ml，加碱性碘化汞钾试液2ml，放置15分钟；如显色，与氯化铵溶液(取氯化铵31.5mg，加无氨水适量使溶解并稀释成1000ml)1.5ml，加无氨水48ml与碱性碘化汞钾试液2ml制成的对照液比较，不得更深(0.00003%)。
二氧化碳 取本品25ml，置50ml具塞量筒中，加氢氧化钙试液25ml，密塞振摇，放置，1小时内不得发生浑浊。
易氧化物 取本品100ml，加稀硫酸10ml，煮沸后，加高锰酸钾滴定液(0.02mol/L)0.10ml，再煮沸10分钟，粉红色不得完全消失。
不挥发物 取本品100ml，置105℃恒重的蒸发皿中，在水浴上蒸干，并在105℃干燥至恒重，遗留残渣不得过1mg。
重金属 取本品50ml，加水18.5ml，蒸发至20ml，放冷，加醋酸盐缓冲液(pH3.5)2ml与水适量使成25ml，加硫代乙酰胺试液2ml，摇匀，放置2分钟，与标准铅溶液1.5ml加水18.5ml用同一方法处理后的颜色比较，不得更深(0.000 03%)。
微生物限度 取本品，采用薄膜过滤法处理后，依法检查（附录XI J），细菌、霉菌和酵母菌总数每1ml不得过100个。
类别:溶剂、稀释剂。
贮藏:密闭保存。

2010年版检验项目
[2]
性状:本品为无色的澄清液体；无臭，无味。
检查:
酸碱度 取本品10ml，加甲基红指示液2滴，不得显红色；另取10ml，加溴麝香草酚蓝指示液5滴，不得显蓝色。
硝酸盐 取本品5ml置试管中，于冰浴中冷却，加10%氯化钾溶液0.4ml与0.1%二苯胺硫酸溶液0.1ml，摇匀，缓缓滴加硫酸5ml，摇匀，将试管于50℃水浴中放置15分钟，溶液产生的蓝色与标准硝酸盐溶 液[取硝酸钾0.163g，加水溶解并稀释至100ml，摇匀，精密量取1ml，加水稀释成100ml，再精密量取10ml，加水稀释成100ml，摇匀，即得(每1ml相当于1μgNO3)]0.3ml，加无硝酸盐的水4.7ml，用同一方法处理后的颜色比较，不得更深(0.000 006%)。
亚硝酸盐 取本品10ml，置纳氏管中，加对氨基苯磺酰胺的稀盐酸溶液(1→100)1ml及盐酸萘乙二胺溶液(0.1→100)1ml，产生的粉红色，与标准亚硝酸盐溶液[取亚硝酸钠0.750g(按干燥品计算)，加水溶解，稀释至100ml，摇匀，精密量取1ml，加水稀释成100ml，摇匀，再精密量取1ml，加水稀释成50ml，摇匀，即得(每1ml相当于1μgNO2))0.2ml，加无亚硝酸盐的水9.8ml，用同一方法处理后的颜色比较，不得更深（.0000 02%)。
氨 取本品50ml，加碱性碘化汞钾试液2ml，放置15分钟；如显色，与氯化铵溶液(取氯化铵31.5mg，加无氨水适量使溶解并稀释成1000ml)1.5ml，加无氨水48ml与碱性碘化汞钾试液2ml制成的对照液比较，不得更深(0.000 03%)。
电导率 应符合规定（附录VIII S）。

总有机碳 不得过0.50mg/L（附录VIII R）。
易氧化物 取本品100ml，加稀硫酸10ml，煮沸后，加高锰酸钾滴定液(0.02mol/L)0.10ml，再煮沸10分钟，粉红色不得完全消失。
以上总有机碳和易氧化物两项可选做一项。
不挥发物 取本品100ml，置105℃恒重的蒸发皿中，在水浴上蒸干，并在105℃干燥至恒重，遗留残渣不得过1mg。
重金属 取本品100ml，加水19ml，蒸发至20ml，放冷，加醋酸盐缓冲液(pH3.5)2ml与水适量使成25ml，加硫代乙酰胺试液2ml，摇匀，放置2分钟，与标准铅溶液1.0ml加水19ml用同一方法处理后的颜色比较，不得更深(0.000 01%)。
微生物限度 取本品，采用薄膜过滤法处理后，依法检查（附录XI J），细菌、霉菌和酵母菌总数每1ml不得过100个。
类别:溶剂、稀释剂.
贮藏:密闭保存。

2. 为什么要测定总有机碳TOC真的这么重要吗

它是以碳含量表示水体中有机物质总量的综合指标。TOC的测定一般采用燃烧法，此法能将水样中有机物全部氧化，可以很直接地用来表示有机物的总量。因而它被作为评价水体中有机物污染程度的一项重要参考指标。

3. 水质检测里说的 TOC 是什么意思

TOC（Total Organic Carbon，简称TOC） 总有机碳的简称。

总有机碳是指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。水中有机物的种类很多，目前还不能全部进行分离鉴定。

常以“TOC”表示。TOC是一个快速检定的综合指标，它以碳的数量表示水中含有机物的总量。

(3)纯化水总有机碳检测原理扩展阅读：

由于它不能反映水中有机物的种类和组成，因而不能反映总量相同的总有机碳所造成的不同污染后果。由于TOC的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比BOD₅或COD更能直接表示有机物的总量。通常作为评价水体有机物污染程度的重要依据。

某种工业废水的组分相对稳定时，可根据废水的总有机碳同生化需氧量和化学需氧量之间的对比关系来规定TOC的排放标准，这样能够大大提高监测工作的效率。

测定时，先用催化燃烧或湿法氧化法将样品中的有机碳全部转化为二氧化碳，生成的二氧化碳可直接用红外线检测器测量，亦可转化为甲烷，用氢火焰离子化检测器测量，然后将二氧化碳含量折算成含碳量。

污水中 TOC 的监测分析：

目前我国污水中TOC的标准测定方法正在制定当中，也拟采用燃烧氧化- 非分散红外法或湿式氧化- 非分散红外法。燃烧氧化法的最低检测限为1.0mg/L。进样量过小会影响重现性和降低方法灵敏度，但进样量又不能太多，否则将影响气化效率。

通常测试几个mg/L时，进样量以30～50微升为宜；测试在几十个mg/L以上时，进样量可在10～30 微升范围内选择。由于废水中TOC 含量较高，对于不同污水样品，在测定过程中要适当加以稀释，使其测定值在标准曲线的线性范围内。

从而保证测定值的准确,而湿式氧化法则不存在这些问题。另外，对含悬浮物较多水样也应对样品稀释后进样。水样中含有大颗粒悬浮物时，受水样注射器针孔限制,测定结果往往不包括全部颗粒态有机碳。

4. 总有机碳的测定

仪器分析法

方法提要

海水试样经酸化通氮气除去无机碳后，用过硫酸钾将有机碳氧化生成二氧化碳气体，用非色散红外二氧化碳气体分析仪测定。

本方法适用于河口、近岸以及大洋海水中溶解有机碳的测定。

仪器装置

二氧化碳测定装置(见图78.12)。

图78.12 二氧化碳测定装置

非色散红外二氧化碳气体分析仪。

玻璃转子流量计量程0～500mL/min。

聚四氟乙烯密封通气夹具。

全玻璃回流蒸馏装置。

玻璃滤器。

玻璃纤维滤膜于450℃灼烧4h。

安瓿瓶10mL，于450℃灼烧4h。

酒精喷灯。

水浴锅。

试剂

无碳水将蒸馏水盛于全玻璃回流装置中，并按每升水加入10gK₂S₂O₈和2mLH₃PO₄投入少许沸石，加热回流4h后，换上全玻璃磨口蒸馏接收装置，蒸出无碳水，收集中间馏分于充满氮气的玻璃具塞瓶中。蒸馏装置需接一个内装活性炭和钠石灰的吸收管，以吸收外界进入二氧化碳和有机气体。无碳水应在临用时制备。

高氯酸镁。

氯化汞。

磷酸。

盐酸。

过硫酸钾溶液(40g/L)称取4g经重结晶处理的K₂S₂O₈溶于100mL无碳水中，加几滴H₃PO₄，通氮气(99.999%)除二氧化碳。临用时配制。

盐酸羟胺溶液称取17.4gNH₂OH·HCl溶于500mL0.5mol/LHCl中。

邻苯二甲酸氢钾标准储备溶液1.00mL含1.00mg碳称取106.3mg邻苯二甲酸氢钾(KHC₈H₄O₄，基准试剂，预先在110℃烘2～3h)溶于水后移入50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，加入少许HgCl₂，摇匀。置于冰箱保存。

邻苯二甲酸氢钾标准溶液1.00mL含10.0μg碳移取1.00mL邻苯二甲酸氢钾标准储备溶液1.00mg/mL于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液有效期一周。

活性炭在氮气氛下，于700℃活化4h。

分子筛5A。

碱石棉。

氮气纯度99.999%。

校准曲线

分别取0.00mL、1.25mL、2.50mL、5.00mL、7.50mL、10.0mL邻苯二甲酸氢钾标准溶液于6个25mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。加1滴H₃PO₄，通氮气5min除去CO₂，去除溶液无机碳的通氮管应插入液体底部。

移取4.00mL上述溶液于10mL安瓿瓶中，加1mLK₂S₂O₈溶液，通氮气(200mL/min)半分钟(去除盛有待测溶液安瓿瓶顶部空间无机碳的通氮管口应稍高于液面)，立即于酒精喷灯焰上封口(安瓿瓶封口时应将安瓿瓶口与一装有碱石棉的玻璃三通管连接，避免外部二氧化碳气体沾污)。于沸水浴中加热氧化2h后取出，冷却至室温。

将安瓿瓶与聚四氟乙烯密封夹具连接(见图78.12)，待二氧化碳分析仪基线稳定后，用尖嘴钳夹破安瓿瓶口，立即将不锈钢导管插入瓶底，通入氮气(200mL/min)把CO₂气体带入分析仪，测定相对读数A_i。其中零浓度吸光度为标准空白A₀。

以相对读数(A_i-A₀)为纵坐标，相应碳含量(mg/L)为横坐标，绘制校准曲线。

分析步骤

用玻璃或金属采样器采集海水样，贮存于硬质玻璃瓶中。采集后应立即用whatmanGF/C玻璃纤维滤膜过滤并立即分析。若不能立即分析，试样应添加少许HgCl₂并置于冰箱保存。

量取25mL上述处理的海水样于25mL样品瓶中，加几滴H₃PO₄，使水样pH值小于或等于2，通氮气鼓泡5min，除去样品中的无机碳。去除溶液无机碳的通氮管应插入液体底部。

以后按绘制校准曲线步骤测定相对读数A_w。

量取25mL水，按海水操作步骤测定试样空白A_b。

根据(A_w-A_b)值从校准曲线上查得海水样中有机碳的浓度(mg/L)。

注意事项

1)所用玻璃器皿使用前须用H₂SO₄-K₂Cr₂O₇洗液浸泡1～2d，自来水冲洗后用蒸馏水洗涤，最后用无碳水洗净。

2)每次测定前需更换盐酸羟胺溶液和Mg(ClO₄)₂，以防水气和氯气进入分析仪干扰测定。

3)测定时要保持载气流量恒定。夹安瓿瓶和插入不锈钢导管的动作应迅速，以免影响测定精密度。

5. 总有机碳分析仪的原理方法

下面针对TOC仪器的测定原理、TOC分析方法及分析的步骤进行介绍。 总有机碳（TOC），由专门的仪器——总有机碳分析仪（以下简称TOC分析仪）来测定。TOC分析仪，是将水溶液中的总有机碳氧化为二氧化碳，并且测定其含量。利用二氧化碳与总有机碳之间碳含量的对应关系，从而对水溶液中总有机碳进行定量测定。
市面上常见的TOC分析仪都有两大基本功能：第一，首先将水中的总有机碳充分氧化，生成二氧化碳CO2；第二，测试新产生的CO2.不同品牌和型号的TOC分析仪的区别在于实现这两大基本功能的方法不同。常用的氧化技术有：燃烧氧化法、紫外线氧化法以及超临界氧化法；而对CO2的检测方法又分：非分散红外线检测，直接电导率检测以及选择性薄膜电导率检测。 其中燃烧氧化—非分散红外吸收法优势是只需一次性转化，流程简单、重现性好、灵敏度高，缺点是探测器需频繁校准，体积大及预热时间长，必须使用酸、催化剂和载气。
TOC分析仪主要由以下几个部分构成：进样口、无机碳反应器、有机碳氧化反应（或是总碳氧化反应器）、气液分离器、非分光红外CO2分析器、数据处理部分。
燃烧氧化—非分散红外吸收法，按测定TOC值的不同原理又可分为差减法和直接法两种。
⒈差减法测定TOC值的方法原理
水样分别被注入高温燃烧管（900℃）和低温反应管（150℃）中。经高温燃烧管的水样受高温催化氧化，使有机化合物和无机碳酸盐均转化成为二氧化碳。经反应管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解成为二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次导入非分散红外检测器，从而分别测得水中的总碳（TC）和无机碳（IC）。总碳与无机碳之差值，即为总有机碳（TOC）。
⒉直接法测定TOC值的方法原理
将水样酸化后曝气，使各种碳酸盐分解生成二氧化碳而驱除后，再注入高温燃烧管中，可直接测定总有机碳。但由于在曝气过程中会造成水样中挥发性有机物的损失而产生测定误差，因此其测定结果只是不可吹出的有机碳值。 TOC电导率检测技术能够测量液态的CO2。业界采用的主要有两种电导率检测技术：一种是直接电导率法，另外一种是薄膜电导率检测法（又称选择性电导率法）。采用两种电导率法的TOC分析仪校验结果都很稳定，检测精度高。这两种技术最主要的区别在于，直接电导率法比较容易受杂酸性，卤化有机物等的干扰；而薄膜电导率检测技术抗干扰性更佳。
薄膜电导率检测法是GE TOC分析仪使用较多的检测方法，TOC分析仪使用的膜能防止杂离子的通过，确保检测的只是CO2的含量，从而使TOC的读数更为精确。 ⒈试剂准备
⑴邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）：基准试剂
⑵无水碳酸钠：基准试剂
⑶碳酸氢钠：基准试剂
⑷无二氧化碳蒸馏水
⒉标准贮备液的制备
⑴ 有机碳标准贮备液：称取干燥后的适量KHC8H4O4，用水稀释，一般贮备液的浓度为400mg/L碳。
⑵ 无机碳标准贮备液：称取干燥后适量比例的碳酸钠和碳酸氢钠，用水稀释，一般贮备液的浓度为400mg/L无机碳。
⒊有机碳、无机碳标准溶液的配制
从各自的贮备液中按要求稀释得来。
⒋校准曲线的绘制
由标准溶液逐级稀释成不同浓度的有机碳、无机碳标准系列溶液，分别注入燃烧管和反应管，测量记录仪上的吸收峰高，与对应的浓度作图，绘制校准曲线。
⒌水样测定
取适量水样注入TOC仪器进行测定，所得峰高从标准曲线上可读出相应的浓度，或由仪器自动计算出结果。
⒍ 计算
差减法：总有机碳（mg/L）=总碳－无机碳
直接法：总有机碳（mg/L）=总碳

6. 总有机碳的测定

总碳(totalcarbon，TC)，水中存在的有机碳、无机碳和元素碳的碳总含量。

总无机碳(total inorganic carbon，TC)，水中存在的元素碳、总二氯化碳、一氧化碳、碳化物、氰酸盐、氰化物和硫氰酸盐的碳含量。

总有机碳(total organic carbon，TOC)，水中存在的溶解性和悬浮性有机碳的碳含量。

溶解性有机碳(dissoluble organic carbon，DOC)，水中存在的可以通过0.45μm孔径滤膜的有机物的碳含量。

除了有机碳，水样可能含二氧化碳(CO₂)和CO^2-₃。测定前，用不含二氧化碳(CO₂)及有机物的气体吹脱酸化的水样，以去除无机碳。或者测定总碳(TC)和总二氧化碳(CO₂)，再以总碳减去总二氧化碳(CO₂)，算出有机碳含量。此法最适合于总二氧化碳(CO₂)小于总有机碳的水样。

易挥发的有机物，如苯、甲苯、环己烷和三氯甲烷可能在吹脱二氧化碳(CO₂)过程中逸出。因此，应分别测定这些化合物的总有机碳，或采用差值法计算。

当元素碳微粒(煤烟)、碳化物、氰化物、氰酸盐和硫氰盐存在时，可与有机碳同时测定。

方法提要

向水样中加入适当的氧化剂，或紫外催化(TiO₂)等，使水中有机碳转为二氧化碳。无机碳经酸化和吹脱被除去，或单独测定。生成的二氧化碳(CO₂)可直接测定，或还原为CH₄再测定。二氧化碳(CO₂)的测定方法包括:非色散红外光谱法、滴定法(在非水溶液中)、热导池检测器(TCD)、电导滴定法、电量滴定法、二氧化碳(CO₂)敏感电极法和把二氧化碳(CO₂)还原为CH₄后火焰离子化检测器法。

仪器和装置

有机碳测定仪。

试剂和材料

纯水实验用水的要求应符合表82.1。

表82.1 总有机碳测定稀释水的要求

磷酸(0.5mol/L)。

邻苯二甲酸氢钾标准储备溶液ρ(有机碳，C)=1000mg/L称取在不超过120℃干燥2h的邻苯二甲酸氢钾2.1254g溶于适量纯水中，移入1000mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。此溶液贮存于冰箱内，可稳定2个月。

邻苯二甲酸氢钾标准溶液ρ(有机碳，C)=100mg/L吸取100mL邻苯二甲酸氢钾标准储备溶液于1000mL容量瓶内，加纯水至刻度，摇匀，此溶液在冰箱内存放，可稳定约1周。

碳酸钠、重碳酸钠标准溶液ρ(无机碳，C)=1000mg/L称取285℃干燥1h的碳酸钠(Na₂CO₃)4.4122g溶于少量纯水，倒入1000mL容量瓶中，加纯水至500mL左右，加入经硅胶干燥的分析纯NaHCO₃3.4970g振荡溶解后，加纯水至刻度，摇匀。此溶液在室温下稳定。

载气氮气或氧气(>99.99%)。

校准曲线

吸取1.00mL、2.00mL、5.00mL、10.00mL、25.00mL邻苯二甲酸氢钾标准储备溶液分别移入100mL容量瓶内，加水至刻度，摇匀。在有机碳测定仪上测定各标准溶液和空白样。以总有机碳的质量浓度(mg/L)对仪器的响应值绘制校准曲线。

分析步骤

水样经振荡均匀后再进行测定，如振荡后仍不能得到均匀的样品，应使之均化。

分析前应去除水样中存在的二氧化碳(CO₂)。把试样的总有机碳含量调节至仪器的工作范围内，直接进行测定。水样中易挥发性在机物的逸失应降至最低程度，应经常控制系统避免泄漏。测定的响应值在校准曲线上查得水样中总有机碳的质量浓度(mg/L)。

用复测标准溶液对分析过程进行检验，提供校正值。容许的偏差为:1～10mg/L有机碳，±10%;大于100mg/L有机碳，±5%。

若出现超差，应检查其来源:

1)仪器装置中的故障(例如，氧化系统或检测系统发生故障、泄漏差)。

2)试剂浓度改变。

3)系统被污染、温度和气体调节方面的错误。

为了证实测定系统的氧化效率，应尽可能采用氧化性能类似，能代替邻苯二甲酸氢钾的试剂进行验证。整个测量系统应每周校核一次。

7. 纯化水toc是什么

纯化水toc是什么
纯化水H2O 为饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的供药用的水，不含任何添加剂。
toc意思是英文Total Organic Carbon的缩写，中文总有机碳

总有机碳的指标在一定意义上说明的是对水污染的监控。各种有机污染物，微生物及细菌内毒素经过催化氧化后变成二氧化碳，进而改变水的电导，电导的数据又转换成总有机碳的量。如果总有机碳控制在一个较低的水平上，意味着水中有机物、微生物及细菌内毒素的污染处于较好的受控状态。这也是一些验证资料中将总有机碳作为验证项目的重要原因。
总有机碳进入水系统有几个途径。最常见的是从原水中带进的。TOC的主要来源是生物物质，例如：动植物的腐烂，细菌活动，动物的排泄物。这些生物物质都会通过渗透入水井或溢流进湖泊和河流后进入市政自来水的水源。这些含TOC的产品的合成物分子量从低到高都有，低分子量的有甲醇，高分子量的有多环物质。有机物的另一个来源是工业废水，杀虫剂，除草剂，化学品。这些化合物的威力相当高，会引起严重的健康问题。在当地环保局和卫生局的指导下，大部分TOC通过净化方法可以从原水中除去。饮用水的标准就是制药进水的标准。所有的药典均要求大容量制药用水净化都要以饮用水的标准作为起点。