供應在線(xiàn)（TOC）總有機碳分析儀使用說(shuō)明

工作原理

本儀器采用紫外氧化的原理，將樣品中的有機物氧化為二氧化碳，二氧化碳的測試采用的是直接電導率法，通過(guò)測試經(jīng)過(guò)氧化反應的樣品的總碳含量和未經(jīng)過(guò)氧化反應的樣品總無(wú)機碳的含量差值來(lái)測定總有機碳含量，即：總有機碳（TOC）=總碳（TC）-總無(wú)機碳（TIC）。

主要配置

主機  一臺

觸摸屏  （鑲嵌到儀器中）

微型打印機    一臺

進(jìn)樣管及出樣管各    一條

電源線(xiàn)   一套

產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)   一份

產(chǎn)品合格證   一份

產(chǎn)品裝箱單   一份

產(chǎn)品特點(diǎn)

1.儀器采用便攜設計，使用輕便，方便移動(dòng)至取樣點(diǎn)。

2.采用嵌入式系統，觸摸屏設計，純中文操作方便簡(jiǎn)易。

3.針對制藥用水（TOC含量在1000ppb以下）總有機碳含量的檢測設計，進(jìn)行檢測。

4.配備大量的儲存空間，能夠存儲大量的測試數據。

5.中文打印，輸出測試參數、測試結果。

6.在使用、貯存和更換過(guò)程中不需要氣體或試劑，無(wú)移動(dòng)部件，減少維修和維護成本。

7.當測試樣品濃度超過(guò)規定限度，儀器能夠自動(dòng)報警，并輸出控制信號。

8.符合國家2010版《中國藥典》規定的測試方案

測定碳的原理及方法

下面針對TOC儀器的測定原理、TOC分析方法及分析的步驟進(jìn)行介紹。

測定原理

總有機碳（TOC），由專(zhuān)門(mén)的儀器——總有機碳分析儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TOC分析儀）來(lái)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關(guān)系，從而對水溶液中總有機碳進(jìn)行定量測定。

市面上常見(jiàn)的TOC分析儀都有兩大基本功能：*，首先將水中的總有機碳充分氧化，生成二氧化碳CO2；第二，測試新產(chǎn)生的CO2.不同品牌和型號的TOC分析儀的區別在于實(shí)現這兩大基本功能的方法不同。常用的氧化技術(shù)有：燃燒氧化法、紫外線(xiàn)氧化法以及超臨界氧化法；而對CO2的檢測方法又分：非分散紅外線(xiàn)檢測，直接電導率檢測以及選擇性薄膜電導率檢測。

紫外線(xiàn)氧化法

使用UV燈照射待測水樣，水會(huì )分解成羥基和氫基，羥基和氧化物結合會(huì )生成CO2和水，然后檢測新生成的CO2即可計算出總有機碳含量。在使用紫外線(xiàn)氧化法時(shí)，通過(guò)添加二氧化鈦，過(guò)硫酸鹽等可以提高氧化能力。紫外線(xiàn)氧化法的優(yōu)點(diǎn)是氧化效率高，保養簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是UV燈管需要定期更換。

燃燒氧化法

其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法優(yōu)勢是只需一次性轉化，流程簡(jiǎn)單、重現性好、靈敏度高，缺點(diǎn)是探測器需頻繁校準，體積大及預熱時(shí)間長(cháng)，必須使用酸、催化劑和載氣。

TOC分析儀主要由以下幾個(gè)部分構成： 進(jìn)樣口、無(wú)機碳反應器、有機碳氧化反應器（或是總碳氧化反應器）、氣液分離器、非分光紅外CO2分析器、數據處理部分。

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。

⒈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(wú)機碳酸鹽均轉化成為二氧化碳。經(jīng)反應管的水樣受酸化而使無(wú)機碳酸鹽分解成為二氧化碳，其所生成的二氧化碳依次導入非分散紅外檢測器，從而分別測得水中的總碳（TC）和無(wú)機碳（IC）?？偺寂c無(wú)機碳之差值，即為總有機碳（TOC）。

⒉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(guò)程中會(huì )造成水樣中揮發(fā)性有機物的損失而產(chǎn)生測定誤差，因此其測定結果只是不可吹出的有機碳值。

產(chǎn)品說(shuō)明

總有機碳（TOC）分析儀采用*的雙波長(cháng)紫外氧化技術(shù)，精度高、靈敏度高。高性能CPU，觸摸屏智能化控制，具有離線(xiàn)分析和在線(xiàn)分析選配功能，配制外置式打印機，人性化的設計理念，更換UV燈和泵管不用拆開(kāi)機箱，操作簡(jiǎn)單、方便，實(shí)現了分析儀器國產(chǎn)化。符合《中國藥典》2010版附錄 VIII R制藥用水中總有機碳測定法，滿(mǎn)足藥典對儀器的要求：①TOC=TC-TIC，②系統適用性試驗，③檢測靈敏度（等于或小于0.001mg/L）。

TOC技術(shù)簡(jiǎn)析

 
總有機碳（TOC），由專(zhuān)門(mén)的儀器——總有機碳分析儀（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TOC分析儀）來(lái)測定， TOC分析儀具有流程簡(jiǎn)單、重現性好、靈敏度高、穩定可靠、測定過(guò)程一般不消耗化學(xué)藥品、基本上不產(chǎn)生二次污染、氧化*等優(yōu)點(diǎn)。
測定原理基于把不同形式的有機碳通過(guò)氧化轉化為易定量測定的二氧化碳，利用二氧化碳與總有機碳之間碳含量的對應關(guān)系，從而對水溶液中TOC進(jìn)行定量測定。根據工作原理的不同，可以分為燃燒氧化-非分散紅外吸收法、電導法、氣相色譜法、濕法氧化-非分散紅外吸收法等，其中燃燒氧化-非分散紅外吸收法只需一次性轉化，流程簡(jiǎn)單、重現性好、靈敏度高，應用比較普遍。我國的國家標準GB13193-91就是采用的燃燒氧化-非分散紅外吸收法。
TOC測定通常分為直接測定法和間接測定法。直接測定法一般是通過(guò)將無(wú)機碳（IC）除去后測定全碳（TC）的方法，適用于測定IC含量高的水樣，但容易損失水樣中揮發(fā)性的有機碳（POC）。
IC的處理方法采用酸化曝氣處理法，將水樣酸化至pH<3，CO32-和HCO3-轉化成碳酸，產(chǎn)生二氧化碳，再通過(guò)曝氣去除CO2。由于在曝氣過(guò)程中會(huì )造成水樣中揮發(fā)性有機物（VOC）的損失，因此直接法的測定結果僅能代表不可吹出的有機碳（NPOC）含量。樣品中無(wú)機碳含量較高時(shí)，因其干擾對有機碳的測定，所以必須消除廢水中無(wú)機碳的干擾，在測定前要對樣品進(jìn)行預處理。
在間接測定法中，TOC是通過(guò)TC減去IC得到，將所有的碳氧化得到TC，IC則是通過(guò)測定樣品經(jīng)酸分解的CO2量得到的，適用于測定IC比TOC低的水樣。
差減法存在以下幾方面的不足：（1）差減法對水樣進(jìn)行兩次測定，分別得出IC和TC，所以要求配備一個(gè)外接采樣器，以保證IC和TC測定時(shí)的水質(zhì)*，這在污染物有時(shí)空分布的情況下，是很難做到的；（2）由于要分別測定水樣的IC和TC，故在儀器標定時(shí)也同樣要求IC和TC兩種標樣，這樣就增加了儀器的復雜程度；（3）測量周期較長(cháng)；（4）對產(chǎn)生的CO2量進(jìn)行兩次積分測量增大了儀器的誤差。
1、氧化技術(shù)
測定TOC時(shí)使用的氧化有機污染物的方法分為干法氧化和濕法氧化兩類(lèi)，更具體來(lái)說(shuō)，主要有以下幾種：高溫催化燃燒氧化、過(guò)硫酸鹽氧化、紫外光（UV）/過(guò)硫酸鹽氧化、紫外光（UV）氧化等。干法氧化（高溫催化燃燒氧化）的特點(diǎn)是檢出率較高，氧化能力強，操作簡(jiǎn)單、快速。濕法氧化特點(diǎn)是準確度高、進(jìn)樣量大、靈敏度高、安全性能好，但費時(shí)。
（1）高溫催化燃燒氧化
是在高溫下燃燒水樣中的有機物，使其轉化為CO2，如果溫度控制合適，且催化劑效果良好時(shí)，這種方法是氧化效率zui高的方法，因此，也被認為是一種zui準確的方法，可以作為校準其他方法的標準。
液體樣可直接注入燃燒管，也可在燃燒前進(jìn)行蒸發(fā)。若直注入，揮發(fā)性有機物（VOC）與生成的氣體一起高速掃過(guò)燃燒管，導致測得的有機碳值降低；若燃燒前進(jìn)行蒸發(fā)，有機化合物也可能揮發(fā)。
當溫度高于1000℃~1100℃時(shí)，O2可使樣品中的有機碳被氧化；溫度較低時(shí)，要使氧化反應*進(jìn)行就需要催化爐。950℃時(shí)，可選擇Cr2O3、CoO和CuO；680℃時(shí)，可選用過(guò)渡金屬的氧化物，如鉑（Pt）、銅（Cu）、銥（Ir）和鎳（Ni）等。
目前，大多數干法氧化采用950℃的高溫加催化劑，少數采用680℃加催化劑，680℃能延長(cháng)石英管的使用期限，改善重復性。
燃燒氧化法的zui低檢測限為1.0mg/L。進(jìn)樣量過(guò)小會(huì )影響重現性和降低方法靈敏度，但進(jìn)樣量又不能太多，否則將影響氣化效率。通常測試幾個(gè)mg/L時(shí)，進(jìn)樣量以30～50微升為宜；測試在幾十個(gè)mg/L以上時(shí)，進(jìn)樣量可在10～30微升范圍內選擇。由于廢水中TOC含量較高，對于不同污水樣品，在測定過(guò)程中要適當加以稀釋?zhuān)蛊錅y定值在標準曲線(xiàn)的線(xiàn)性范圍內，從而保證測定值的準確。
（2）過(guò)硫酸鹽氧化
過(guò)硫酸鹽通常用于水樣中可溶性有機碳（DOC）的測定，過(guò)硫酸鹽是氧化劑，反應過(guò)程中，在高溫高壓條件下，過(guò)硫酸鹽氧化有機物質(zhì)生成CO2。在加入過(guò)硫酸鹽前必須去除無(wú)機碳，因為需要測定反應生成CO2的量。
在天然水中，過(guò)硫酸工作溫度接近100℃時(shí)，有機分子和生物聚合物的回收率>95%；在海水中，測得的DOC減少50%~75%，海水這種明顯的不*氧化是由于可溶性有機物分子粒徑分布以及被氧化的化合物在自由基反應中活性減弱引起的。
高濃度的Cl-將干擾反應，導致所測得的DOC量偏低，這可以通過(guò)使用較高濃度的過(guò)硫酸鹽或延長(cháng)反應時(shí)間來(lái)解決，也可以加入Hg2+來(lái)絡(luò )合Cl-。但是，隨著(zhù)溫度的增加，過(guò)硫酸鹽也會(huì )像重鉻酸鹽一樣分解，且分解速率比氧化速率快。因此，為了縮短有機物與過(guò)硫酸鹽的反應時(shí)間，應該增加氧化劑的濃度而不應升高溫度。
（3）紫外光（UV）氧化
在紫外光（185nm）的照射下，液體樣能連續不斷的生成氧化劑。有報道只使用紫外光就能使所有的DOC被氧化，但顆粒物及膠體不能被*氧化?，F在，流動(dòng)系統在TOC測定中的應用已非常普遍，許多商品分析儀都包括了紫外消解單元。紫外光氧化測定水和廢水中的TOC已列為ISO標準和德國、美國、日本等國的標準方法。
為了得到更精確的結果，樣品中的無(wú)機碳在注入紫外反應器前除去。在紫外光氧化過(guò)程中，為了加快有機物的分解，人們常用二氧化鈦（TiO2）作光氧化的催化劑。TiO2是目前*的性能的光催化劑。TiO2光催化氧化法已經(jīng)獲得了實(shí)際的運用，但至今沒(méi)有獲得美國試驗材料協(xié)會(huì )的認證。
（4）紫外光（UV）/過(guò)硫酸鹽氧化
在UV/過(guò)硫酸鹽氧化法中，是向水樣中加入過(guò)硫酸鹽并混合均勻后，用紫外光（UV）照射，這種方法水樣中大的顆粒物不能被*氧化，其氧化效率受水樣中有機污染物的形態(tài)影響。是紫外氧化和濕法氧化兩者協(xié)同作用，相互補充，相互促進(jìn)，氧化降解效果優(yōu)于其中任何一種方法，但是存在裝置相對復雜，運行成本高的特點(diǎn)。過(guò)硫酸鹽輔以紫外氧化法的瓶頸是紫外燈發(fā)射的紫外線(xiàn)波長(cháng)和強度。
氧化方法還有臭氧氧化法、超聲空化聲致發(fā)光法等。其中，臭氧的氧化能力在天然元素中僅欠于氟，采用臭氧氧化方式來(lái)作為TOC檢測技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是反應速度快，無(wú)二次污染，具有較高的應用價(jià)值。但是臭氧的利用率較低，單純的臭氧氧化能力常常不足，為了提高臭氧氧化效率，可加入雙氧水輔助氧化。
關(guān)于氧化技術(shù)，一般認為，高溫燃燒法發(fā)展趨勢越來(lái)越好，主要有以下兩個(gè)優(yōu)勢：一是氧化效率高，樣品適應性強；二是儀器的功能可拓展性強，如燃燒法可以做固體樣品，可以擴展測定總氮指標等。但高溫燃燒法也存在一些問(wèn)題，一是進(jìn)樣量很少，僅幾十微升，難以取得代表性的樣品；二是我國污染源要求監測含懸浮物（SS）的水樣，用微量進(jìn)樣器進(jìn)樣有困難。而濕法氧化不存在上述問(wèn)題。
2、檢測技術(shù)
有機碳燃燒所產(chǎn)生的CO2的檢測方法有非色散紅外吸收法（NDIR）、電導法、庫侖計法及氣相色譜法等。
（1）非色散紅外吸收法（NDIR）
除具有對稱(chēng)結構又無(wú)極性的雙原子氣體和單原子氣體外，絕大多數的氣體(包括水蒸氣)都具有吸收紅外線(xiàn)的能力。每種氣體僅對各自的特征波長(cháng)的輻射能具有強烈的吸收能力，而對此波長(cháng)以外的輻射能則很少吸收。例如二氧化碳在4.26μm、一氧化碳在4.65μm、甲烷在3.35μm波長(cháng)時(shí)具有強烈吸收能力。由于一定波長(cháng)的紅外線(xiàn)被二氧化碳選擇吸收，在一定濃度范圍內二氧化碳對紅外線(xiàn)吸收的強度與二氧化碳的濃度成正比，故可對水樣TC和IC進(jìn)行定量測定。
NDIR由光源、氣室和檢測器三部分組成。NDIR的穩定性好、測量范圍寬、精度高、靈敏度高、檢出限低，是理想的二氧化碳檢測器，水、高含量的SO2和SO3、鹵化物及其他離子溶液將干擾檢測。
非色散紅外線(xiàn)吸收法也是我國GB13193-91規定的標準方法。而TOC測定儀國產(chǎn)化的技術(shù)難點(diǎn)主要是NDIR。
（2）電導法
電導池由參比電極、測量電極、氣
—液分離器、離子交換樹(shù)脂、反應盤(pán)管、NaOH電導液等組成。它的測量原理是：當反應氣流過(guò)電導池反應盤(pán)管時(shí)，其中的CO2與電導液NaOH在反應盤(pán)管中充分接觸，反應生成Na2CO3。因為NaOH的電導率與Na2CO3的電導率不同，測量電極檢測到的信號發(fā)生變化，它們的差值與CO2成正比，從而完成對CO2的測量。Na2CO3在通過(guò)離子交換樹(shù)脂時(shí)，還原出OH-，保持OH-濃度不變。電導池的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低、易普及，但穩定性較差易受環(huán)境因素影響。
（3）庫侖計
庫侖計由光源、光電傳感器、鉑電極、銀電極、乙醇氨、指示劑等組成。它的測量原理是：當反應氣流過(guò)庫侖計時(shí)，其中的CO2與乙醇氨反應生成可以滴定的乙醇氨基甲酸，并使指示劑褪色。光電傳感器監測顏色的變化并送出測量數據。鉑電極、銀電極自動(dòng)滴定并傳送滴定電流數據，共同完成對CO2的測量。庫侖計的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需作標準曲線(xiàn)、準確度高、速度和精密度也得到了改善。
而氣相色譜法檢測CO2雖然靈敏度高、精密度好，但設備復雜、昂貴。
目前，美國試驗材料科學(xué)會(huì )(ASTM) 認證的CO2檢測法只有兩種，一是非色散紅外探測（NDIR），另外一種是薄膜電導率探測，其中NDIR的應用zui成熟、zui方便，是探測技術(shù)的主流，我國目前國標推薦的就是非色散紅外吸收法。

保修

1、設備保修兩年，終身售后服務(wù)，兩年內非人為損壞的零部件免費更換，保修期內接到用戶(hù)邀請后， zui遲響應時(shí)間為2小時(shí)內，在與用戶(hù)確認故障后，我公司會(huì )在48小時(shí)內派工程師到達現場(chǎng)進(jìn)行免費服務(wù)，盡快查清故障所在位置和故障原因，并向用戶(hù)及時(shí)報告故障的原因和排除辦法 。

2、保修期內人為損壞的零部件按采購（加工）價(jià)格收費更換。

3、保修期外繼續為用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)技術(shù)服務(wù)，在接到用戶(hù)維修邀請后3天內派工程師到達用戶(hù)現場(chǎng)進(jìn)行維修。并享有優(yōu)惠購買(mǎi)零配件的待遇。

4、傳感器過(guò)載及整機電路超壓損壞不在保修范圍內。

TOC檢測方法

一、濕法氧化(過(guò)硫酸鹽)- 非色散紅外探測 (NDIR)

二、含量 TOC是不適用的,但可以用于原水、工業(yè)用水等水體。

三、紫外(UV)- 濕法(過(guò)硫酸鹽)氧化 - 非色散紅外探測(NDIR)

這種方式是紫外氧化和濕法氧化兩者協(xié)同作用,相互補充,相互促進(jìn),氧化降解效果優(yōu)于其中

任何一種方法。針對紫外氧化無(wú)法用于高含量TOC水體，兩者的協(xié)同可以測量污染較重的

水體。因其適用性強、可測范圍廣泛的特點(diǎn)而普及度高，技術(shù)成熟。

四、電阻法

該法是近年來(lái)開(kāi)始應用的技術(shù) ,其原理是在溫度補償前提下,測量樣品在紫外線(xiàn)氧化前后電

阻率的差值來(lái)實(shí)現的。但該方法對被測量的水體來(lái)源要求比較苛刻 ,只能用相對潔凈的工業(yè)

用水和純水 ,應用方向單一。

六、紫外法

紫外吸收光譜用于 TOC的檢測分析zui早可追溯到 1972 年 ,Dobbs 等人對于 254nm處紫

外吸光度值(A)和城市污水處理二級出水及河水的 TOC之間線(xiàn)性關(guān)系進(jìn)行了研究。經(jīng)過(guò)幾

十年的發(fā)展, 由于具有快速、不接觸測量、重復性好、維護量少等優(yōu)點(diǎn)，該方法的應用得到

飛速發(fā)展。

七、電導法

該法中涉及的主要器件是電導池，它由參比電極、測量電極、氣液分離器、離子交換樹(shù)脂、

反應盤(pán)管、NaOH電導液等組成。電導池的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低、易普及 ,但穩定性較差。

八、臭氧氧化法

利用臭氧的強氧化性，采用臭氧氧化作為TOC的檢測技術(shù)，具有反應速度快,無(wú)二次污染 ,

以及較高的應用價(jià)值。故此方法的應用前景非?？捎^(guān)。

適用于鹽分高的應用，超零界水氧化（Supercritical Water Oxidation — SCWO）技術(shù)原先被用于處理大體積廢水、污泥和被污染過(guò)的土壤?，F被運用于商業(yè)實(shí)驗室TOC分析儀，將進(jìn)樣水的溫度和壓力提升至高于水的臨界點(diǎn)（375°C和3,200psi）時(shí)，有機廢物迅速被水中的氧化劑*氧化。超臨界水的特性均可以使有機碳*效、快速地氧化為二氧化碳，即便存在使用非超臨界氧化方式時(shí)會(huì )造成負干擾的氯化物及其他無(wú)機物也無(wú)妨。

：王霞      ：     E:--mail：2212240822