1. TOC(总有机碳)的定义与重要性.TOC 是指水中所有有机碳化合物的总量,包括溶解的、悬浮的有机物质中的碳。在纯水系统中,TOC 是一个关键的水质指标。对于许多精密的实验和工业生产过程,如制药、半导体制造、高纯度化学分析等,低 TOC 含量的纯水是必不可少的。因为水中的有机碳化合物可能会干扰实验结果,例如在色谱分析中产生额外的峰,或者在半导体制造过程中导致芯片表面缺陷。2. TOC 的测量方法,燃烧氧化 - 非色散红外吸收法(NDIR),原理:将水样注入高温燃烧炉(通常温度在 680 - 950℃之间),水中的有机碳在高温和催化剂(如铂、二氧化钴等)的作用下被完全氧化为二氧化碳。然后,通过非色散红外吸收分析仪来检测生成的二氧化碳的量,从而根据碳的守恒定律计算出水中 TOC 的含量。因为二氧化碳在特定波长(一般为 4.26μm 左右)的红外光区域有强烈的吸收,通过检测红外光的吸收程度就能确定二氧化碳的量。操作要点:在测量前,需要对仪器进行校准,通常使用已知 TOC 浓度的标准溶液(如邻苯二甲酸氢钾溶液)来校准仪器的灵敏度和准确性。水样的注入量要准确控制,因为这会直接影响测量结果。同时,要确保燃烧炉的温度和催化剂的活性处于良好状态,以保证有机碳的完全氧化。去离子水在化学合成的药物制剂前处理中,可去除杂质。安徽新型去离子水费用
细菌和病毒:如果过滤系统没有良好的杀菌功能,即使去除了部分有机碳抑制微生物生长,仍可能有细菌和病毒残留在水中。例如,一些细菌的芽孢具有较强的耐受性,可能会通过过滤膜。而且,在过滤系统使用一段时间后,微生物可能会在过滤器内部滋生,如在活性炭孔隙或过滤膜表面繁殖,导致过滤后的水中含有微生物。这些微生物进入人体后可能会引起各种疾病,如肠道、呼吸道等。 内素:内素是革兰氏阴性菌细胞壁的成分,是一种热源物质。即使细菌被过滤或杀死,内素仍可能释放到水中。内素进入人体后会引起发热等不良反应,对于一些抵抗力低下的人群或者在医疗环境中使用的水,内素的存在是一个潜在的危害。 微生物代谢产物:微生物在水中生长繁殖过程中会产生代谢产物,如有机酸、氨等。这些代谢产物可能会改变水的化学性质,产生异味,并且在一定程度上也可能对人体健康产生不利影响。例如,氨的存在可能会刺激人体的呼吸道和眼睛。安徽新型去离子水费用对于酶活性研究,去离子水可提供纯净的反应体系环境。
世界卫生组织(WHO)和各国国家标准:不同国家和组织对于饮用水的 TOC 安全标准有所差异。一般来说,世界卫生组织推荐饮用水的 TOC 含量应低于 5mg/L。在欧盟国家,饮用水的 TOC 标准大多也在这个水平左右。美国环境?;な穑‥PA)规定饮用水的 TOC 没有一个污染物水平(MCL),但有一个二级饮用水标准(非强制),建议 TOC 不超过 4mg/L,这主要是基于对水质的美学和感官方面的考虑,如避免异味和变色。在中国,生活饮用水的 TOC 标准是不超过 5mg/L。这些标准是综合考虑了水中有机碳化合物对人体健康的潜在风险、消毒副产物的形成以及水的感官质量等因素而制定的。 实际健康风险评估:从健康风险角度看,当 TOC 含量低于这些标准时,水中有机碳化合物所带来的直接健康风险(如化学毒性、微生物滋生风险)相对较低。例如,在这个含量范围内,水中因有机碳导致的消毒副产物形成量也在可接受范围内,从而减少了人们接触致畸消毒副产物的风险。同时,这样的 TOC 含量也有助于控制水中微生物的生长,因为可被微生物利用的有机营养源相对有限。
原理:在压力作用下,让水通过半透膜,半透膜只允许水分子通过,而热源物质(通常是大分子或带电粒子)由于其尺寸较大或电荷性质等原因被阻挡在膜的一侧。这样,透过半透膜的水的热源含量就会降低。反渗透膜的孔径一般在 0.0001 - 0.001μm 之间,能够有效截留细菌、内素等热源物质。 操作要点:选择合适的反渗透膜很关键,不同的反渗透膜对于不同类型和大小的热源物质截留效果不同。在使用过程中,要注意控制进水压力,一般进水压力在 1 - 10MPa 之间,压力过高可能损坏反渗透膜,压力过低则会影响水的透过效率。同时,要定期对反渗透膜进行清洗,因为在使用过程中,水中的杂质可能会吸附或沉积在膜表面,降低膜的性能。清洗可以采用化学清洗剂,如柠檬酸用于去除金属氧化物沉淀,氢氧化钠用于去除有机物和微生物等。在制药行业的口服制剂生产中,去离子水可优化制剂口感。
热源物质的本质与来源 热源物质主要是细菌内素,它是革兰氏阴性菌细胞壁的外层成分,其化学本质是脂多糖(LPS)。内素的产生与微生物密切相关,当水中存在大量微生物时,在微生物生长、繁殖、死亡等过程中,内素会被释放到水中。此外,水中的其他有机杂质也可能作为微生物生长的营养源,间接促进微生物滋生,从而增加热源物质的产生。 TOC 与微生物生长的关联 TOC 表示水中总有机碳的含量,是衡量水中有机物质总量的指标。水中的有机碳化合物为微生物提供了碳源,这些有机物质包括天然有机物(如腐殖质、蛋白质、糖类等)和人为引入的有机物(如工业污染物、管道渗出物等)。微生物利用这些有机碳进行代谢活动,从而得以生长和繁殖。较高的 TOC 含量意味着更丰富的营养物质,有利于微生物的滋生。其电导率稳定在较低,体现出水中离子杂质已大量去除。安徽新型去离子水费用
其在制药包装材料清洗中,可确保无离子残留污染药品。安徽新型去离子水费用
质谱仪使用纯水标准,《实验室纯水系统及水质标准》:详细介绍了实验室纯水的不同等级及其对应的水质标准,包括电阻率、总有机碳、颗粒物质、微生物等指标,以及这些指标对质谱仪等精密仪器分析的影响,通过对不同制备方法得到的纯水质量进行评估,为实验室选择合适的纯水系统提供了参考依据。 《电感耦合等离子体质谱仪分析中的纯水质量控制》:着重探讨了电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析过程中纯水质量的重要性,阐述了 ICP-MS 对纯水电阻率、离子浓度、TOC 等指标的严格要求,以及如何通过有效的质量控制措施确保纯水质量,从而提高 ICP-MS 分析结果的准确性和可靠性。安徽新型去离子水费用