Was ist TOC?

Gesamtorganischer Kohlenstoff misst die Menge an organischen Schadstoffen in der Probe. Die TOC-Analyse wird weltweit durchgeführt und ist von entscheidender Bedeutung für die Sicherheit und die Fortpflanzung des Menschen. Die organische Verschmutzung verringert den Ionenaustausch und induziert schlechtes biologisches Wachstum, so dass das behandelte Wasser nicht sicher verwendet werden kann und die Wasseraufbereitung schädliche Nebenprodukte erzeugt. Daher hilft die TOC-Analyse der Gemeinde, die Wirksamkeit ihres Prozesses zu bestimmen.

Wie wird TOC gemessen?

Kurz gesagt, die Aufgabe des TOC-Analysators besteht darin, organische Verbindungen zu CO zu oxidieren.2Messung des erzeugten CO2Menge. Unabhängig von der Oxidationstechnik muss der TOC durch Messung oder Entfernung verschiedener Komponenten in der Gesamtkohlenstoffprobe (TC) bestimmt werden. Diese Komponenten sind wie folgt definiert:

Gesamtorganischer Kohlenstoff (TOC) - Alle Kohlenstoffatome in organischen Molekülen, die in Kovalenz gebunden sind

Anorganischer Kohlenstoff (IC)- Carbonate, Kohlenwasserstoffe und gelöstes CO2

Auflöster organischer Kohlenstoff (DOC)- TOC-Komponente durch 0,45 μm Durchmesser Filter

Suspenderter organischer Kohlenstoff (auch als organischer Kohlenstoffpartikel bezeichnet)- TOC-Komponente von 0,45 μm Filter

Entfernbarer organischer Kohlenstoff (POC, manchmal als flüchtiger organischer Kohlenstoff bezeichnet)- TOC-Komponenten, die unter bestimmten Bedingungen durch Gastransport aus der Wasserlösung entfernt werden

Nicht aufblasbarer organischer Kohlenstoff (NPOC)Entfernte TOC-Komponenten. In den meisten Fällen wird anorganischer Kohlenstoff entfernt und nicht "gemessen", in diesem Fall wird nur NPOC gemessen, während POC als vernachlässigbar angenommen wird.

Diese Grafik zeigt intuitiv, wie die Komponenten von TC aufgeteilt sind:

Andere wichtige Begriffe

Reagentielle Leere- Testerantwort, die aus Analysergebnissen, die Reagenzien enthalten, ohne Einführung von Proben oder Standardprodukten erzeugt wird. Diese Reaktion wird durch Kohlenstoffverschmutzung in Reagenzien, Gasen, Auflösungsbehältern und/oder Rohrleitungen verursacht.

Standard- Fügen Sie Proben mit einer beliebigen bekannten Menge an Kohlenstoff hinzu

Wasserleer oder Instrument Methode leer- Die Reaktion des Analysators auf den Kohlenstoffgehalt im Wasser. Während der Kalibrierung wird Wasser als Nullkonzentrationsstandard gemessen.

Messung des TOC

Organischer Kohlenstoff besteht aus allen Kohlenstoffatomen in organischen Molekülen. Insbesondere ist dies die Messung aller Kohlenstoffe, der in organischen Verbindungen durch Oxidation in Kohlendioxid umgewandelt wird, nachdem der anorganische Kohlenstoff entfernt wurde. Zwei der häufigsten Techniken zur Bestimmung von TOC sind die Subtraktionsmessung von TOC und die Entfernungsmessung von TOC.

Bei der subtraktiven TOC-Messung messen Sie den IC und subtrahieren Sie den IC aus dem gemessenen TC:

Der Vorteil der subtraktiven TOC-Messung ist, dass der POC-Verlust minimal ist. Diese Technologie hat jedoch einige Nachteile. Die Subtraktionsmessung von TOC ist schlechter als die Entblasmessung von TOC, da ein TOC-Ergebnis mit dieser Methode zweimal analysiert werden muss. Diese Technik wird nicht auf Proben mit hohem IC-Gehalt angewendet, bei denen der IC-Gehalt 50% des erwarteten TOC-Ergebnisses übersteigt.

Bei der Entblasmessung des TOC wird der IC aus der Probe entblasen, bevor eine Messung durchgeführt wird. Bei dieser Technik ist der TOC gleich dem NPOC, wenn der POC ignoriert werden kann. Aus diesem Grund wird die Entblasung TOC-Messung manchmal als NPOC-Technik bezeichnet.

Die Entfernungsmessung von TOC ist schneller als die Subtraktionsmessung von TOC, da es nur eine Analyse erfordert, um TOC zu bestimmen. Es hat die höchste Genauigkeit für Proben, die eine große Menge an ICs enthalten, und der Nachteil dieser Technik ist, dass die POC nicht gemessen wird, da die durch den IC erzeugte Störung nicht abgezogen wird und die Gesamtgenauigkeit höher ist.

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Hauptschritte

Die TOC-Analyse kann in vier Hauptschritte unterteilt werden: Einführung der Probe, Oxidation, Detektion und Anzeige. Jeder Schritt hat mehrere Optionen; Dies hängt letztlich vom verwendeten TOC-Analyzer ab.

Probeinführung

Ein einfaches Suchsystem kann für jede Probeinführung verwendet werden. Oder mit einem mitgelieferten automatischen Probenahmer können Benutzer mehrere Proben zur Analyse in einer Sequenz laden. Wenn der TOC-Analyzer ein Online-TOC-Analyzer ist, ist er direkt an das Pumpensystem angeschlossen und sammelt automatisch Proben für die Analyse in festgelegten Zeitintervallen.

Oxidation

Mehrere genehmigte Standardmethoden werden zur Messung von TOC verwendet, einschließlich der nassen chemischen Persulfatoxidation und der katalytischen Oxidation (Verbrennung) bei hoher Temperatur. Die feuchte chemische TOC-Analyse umfasst die Oxidation von organischem Kohlenstoff in CO 2 durch Katalysator und Heizung oder UV-Lampe. Diese beiden Unterschritte der nasschemischen Oxidation sind die Erwärmung von Persulfaten und Persulfaten-UV. Die Verbrennungsmethode für die TOC-Analyse umfasst die Injektion der Probe in eine erwärmte Reaktionskammer mit einem Oxidationskatalysator. Der SM 5310B enthält Verbrennungs-TOC, während der SM 5310C eine beheizte Persulfat- und Persulfat-UV-Methode enthält.

Erkennung

Bei der TOC-Analyse wird der Anteil an organischem Stoff in der Probe in der Regel mit einem Feststoff-Non-Dispersion-Infrarot-Detektor (NDIR) gemessen. Das Prinzip des NDIR besteht darin, den Infrarotstrahl durch die Probenkammer zu lassen, die das Probengas CO 2 enthält. Anschließend wird die Menge an Infrarotstrahl gemessen, die die Probe in einem bestimmten Wellenlängenbereich absorbiert. Zum Beispiel CO2 absorbiert durch Infrarot Wellenlängen im Bereich von 4,26 μm.

anzeigen

Schließlich bezieht sich die Anzeige auf die Visualisierung der Daten, die während der Erkennungsschritte erhalten wurden. Dieser Schritt hat von der technologischen Revolution des 21. Jahrhunderts enorm profitiert. Viele TOC-Analyzer verfügen über eine interne Computer- und Touchscreen-Schnittstelle oder werden durch Software auf einem externen PC gesteuert.