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。 紫外线氧化 - 非色散红外吸收法 原理:利用紫外线(UV)的能量使水中的有机碳发生氧化反应。在紫外线的照射下,水中的有机碳被氧化为二氧化碳,然后再用非色散红外吸收分析仪检测二氧化碳的量来计算 TOC。这种方法相对温和,对于一些对温度敏感的水样或者含有易挥发有机物质的水样比较适用。其在生物制药工艺中,有助于维持蛋白质等生物分子的活性。四川介绍去离子水常见问题
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。美国环境保护署(EPA)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。四川介绍去离子水常见问题科研实验里,去离子水常作为空白对照或反应介质使用。
原理:超滤是一种加压膜分离技术,以超滤膜为过滤介质。超滤膜的孔径比反渗透膜大,一般在 0.001 - 0.1μm 之间,能够截留大分子有机物、细菌和内素等热源物质。水在压力作用下通过超滤膜,而热源物质被截留在膜的上游侧,从而实现热源物质与水的分离。 操作要点:超滤过程中,要根据需要处理的水量和水源中热源物质的含量合理选择超滤膜的面积和截留分子量。对于纯水中热源的去除,一般选择截留分子量较小(如 1 - 10 万道尔顿)的超滤膜,以确保有效截留内素等热源物质。同样,要注意超滤膜的清洗和维护,因为膜的污染会影响其过滤效果。可以采用物理清洗(如反冲洗)和化学清洗相结合的方式,延长超滤膜的使用寿命。
产水储存与检测:将经过反渗透处理后的产水收集到储存罐中,储存罐应采用卫生级材质,并配备空气呼吸器等装置,防止外界污染物进入。对产水进行热源检测,确保其热源含量符合相关标准和要求,如采用鲎试剂法等检测方法进行检测. 浓水排放与处理:反渗透过程中产生的浓水含有较高浓度的杂质和热源物质,需进行合理的排放和处理,避免对环境造成污染。可将浓水收集后进行进一步处理,如采用蒸发结晶、离子交换等方法回收其中的有用物质,或进行达标排放处理。化学氧化法 原理:利用强氧化剂与热源物质发生化学反应,将其分解或转化为无害物质,从而达到去除热源的目的。例如,过氧化氢、高锰酸钾等强氧化剂具有强氧化性,可以破坏热源物质的结构. 操作要点:需要根据水源中热源物质的含量和性质,合理选择氧化剂的种类和投加量。在投加氧化剂后,要充分搅拌均匀,使氧化剂与水充分接触反应。反应完成后,可能需要进行后续的过滤或其他处理步骤,以去除反应生成的沉淀物或残留的氧化剂。在制药行业的栓剂生产中,去离子水可优化栓剂的成型性。
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。去离子水在化学分析的原子吸收光谱实验中,可降低干扰。四川介绍去离子水常见问题
对于色谱分析实验,去离子水可减少基线波动与杂质峰。四川介绍去离子水常见问题
化学氧化 - 滴定法(经典化学分析方法) 试剂准备 需要准备化学氧化剂,如重铬酸钾(K?Cr?O?)溶液、硫酸(H?SO?)溶液、硫酸亚铁铵 [(NH?)?Fe(SO?)?] 标准溶液等。同时,要准备合适的指示剂,如邻菲啰啉指示剂。重铬酸钾是强氧化剂,用于氧化水样中的有机碳,硫酸提供酸性环境,硫酸亚铁铵用于滴定剩余的重铬酸钾。 实验步骤 取一定量(如 50 - 100mL)的水样置于锥形瓶中,加入适量的重铬酸钾溶液和浓硫酸,加热回流一定时间(如 2 - 3 小时),使水样中的有机碳被氧化为二氧化碳。冷却后,加入邻菲啰啉指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定剩余的重铬酸钾。根据重铬酸钾的加入量和滴定消耗的硫酸亚铁铵的量,按照化学计量关系计算出水样中的 TOC 含量。不过,这种方法操作相对复杂,且可能受到水样中其他还原性物质的干扰,需要进行空白实验和干扰物质校正。四川介绍去离子水常见问题