总有机碳分析讲义.ppt
7总有机碳分析2009
做好的标准曲线如下图所示:
RF（ 响 应 因 子 、 斜 率 ） 的 正 常 值 是 ： 0.15~0.19ugC/k-cnt R2:相关系数，正常值是0.999X。
对于TC、TIC、TOC分别以ppmC和ugC为单位打印结果。 精ห้องสมุดไป่ตู้度: 2%RSD
3、总碳（TC）的分析 总碳（TC）的分析包括两个步骤：TC的注入与TC的检测。
4、总无机碳（TIC）的分析 总无机碳（TIC）的分析包括两个步骤：TIC的注入与 TIC的检测。
5、总有机碳（TOC）的分析 利用TC平均值减去TIC平均值就得到总有机碳值： TOC=TC-TIC 6、废物排放 在废物排放阶段，二氧化碳和水蒸汽排至大气中，同时把 TIC反应室的剩余溶液排出并完成清冼过程。
TOC测量：
TOC=TC-TIC
四、仪器介绍
性能指标：
去卤管：内装CuO， 去掉多余的卤素，因 为卤素会腐蚀红外检 测器。 增湿器：使气体在去 燃烧室之前带点水， 减轻气流对催化剂的 压力。 无机反应室 (IC Chamber)： 样品酸化 后去检测TIC。 酸试剂瓶：装有体积 比为5%的磷酸，即1l 水中有50ml的磷酸。
图、TOC测定仪
清洗瓶：内装去离子 水。
燃烧炉出来的CO2 废液
生成的CO2
样品
酸
IC Chamber示意图
图、TOC测定仪流程图
1、炉子(Furnace)：内装燃烧管。 2、清洗泵（chase pump）：也叫rinse pump，把水打到装载阀，作样之间起清洗 作用。 3、无机碳反应室（IC Chamber）: 样品酸化后去检测TIC。 4、酸泵(Acid pump)：把酸打到无机碳反应室。 5、气体分配器(Flow Manifold)：把O2分成几路。 6、样品泵(sample pump)：把多余的样品排走。 7、压力调节器(pressure regulator)：调节O2的压力。 8、红外检测器 (Infrared Detector)：非散射性红外检测器（ NDIR）检测 CO2的量 。检测信号值为4000~8000。 9、渗透管(permeation tube)：内管走CO2和H2O，管外走O2，通过渗透管，H2O就 跑到外围，被O2带走，管内只剩下CO2去检测。 10、 注射阀(Injection valve)：是个六通阀。 11、 装填阀(sample loop valve)：是个六通阀。 12、燃烧管(combustion tube) 样品与O2燃烧反应，生成CO2与H2O，碳元素完全转化为CO2。 燃烧温度：没有催化剂时9000C，铂催化时6800C。 燃气:氧气。压力约0.3Mpa。 13、排水阀(drain valve)：把水排走。 14、增湿器：使气体在去燃烧室之前带点水，减轻气流对催化剂的压力。 15、样品入口：用吸管或自动进样器与样品入口相接，目前仪器上所使用的是用吸 管来进样，把吸管直接放到样品中。
总有机碳TOC检测课件
各国药典制药用水要求（续）
中国药典（ＣＰ） 附录Ⅷ R ＴＯＣ方法写入2005版药典 正文中尚未执行
检测原理
如何测定TOC （1） 差减法 （2） IC前处理法（NPOC） （3） 加和法
TOC检测
对照标准品： 1,4苯醌对照品，蔗糖对照品检查用水： 含TOC含量不超过0.10mg/L 电导率低于1.0μs/cm玻璃器皿的准备： 玻璃器皿的有机物污染导致较高的TOC值。因此，使用经过仔细清洁有机物残留的玻璃器皿和样品容器。任何有效去除有机物的方法都可以被使用。检查用水做最后的漂洗。
缺点必须使用试剂﹑载气
检测原理
紫外线/过硫酸盐氧化法
优点检测范围广维护方便适用于验证和制药用水
缺点对颗粒物氧化不完全需用化学试剂需更换灯管
检测原理
紫外照射氧化法
优点不需要试剂保养方便 适用于制药用水
缺点氧化能力较低 对颗粒氧化会不完全需更换灯管
检测原理
TOC检测
仪器装置要求： 仪器必须经过校正检查。 仪器必须按规定进行设备的系统适应性实验。 最低检测限为0.05mg/L(0.05ppm)或更低。
TOC检测
供试液： 用顶部空间很小的密闭容器收集供试液，并及时进行检测以使来自密封件和容器的有机物污染的影响降至最低。 [注：在得到用于TOC分析的样品时应特别小心，水样品在取样和转移至测试装置的过程中很容易被污染]。
TOC检测
测定法： 对供试液进行检查，记录响应值 ru ，如果 ru不大于限度响应值rS – rw，供试液符合要求。
主要内容
总有机碳概要 各国药典对TOC的要求 检测原理 TOC检测
《总有机碳分析》课件
对于含有复杂基质的水样，如生物质、腐殖质等，可能会对总有机碳 分析产生干扰，需要研究有效的预处理方法。
未来发展方向与展望
标准化与规范化
未来总有机碳分析方法将进一步 标准化和规范化，提高不同方法 之间的可比性。
新技术应用
新型的检测技术和仪器将应用于 总有机碳分析，如光谱、色谱及 联用技术等，提高分析的准确度 和效率。
《总有机碳分析》ppt课件
目录
• 总有机碳分析简介 • 总有机碳分析方法 • 总有机碳分析的应用 • 总有机碳分析的未来发展 • 结论与展望
01
总有机碳分析简介
总有机碳的定义
01
总有机碳是指水体中溶解和悬浮 的有机碳的总量，包括可溶性有 机物和悬浮颗粒物中的有机物。
02
总有机碳的含量是衡量水体有机 物污染程度的重要指标之一，也 是水体质量监测的重要参数。
直接热解法
总结词
适用于固体样品的分析
详细描述
直接热解法是一种适用于固体样品总有机碳分析的方法。将样品在高温下热解，热解产 物通过气相色谱分离，最后利用火焰离子化检测器检测各组分的含量。该方法具有较高 的灵敏度和分辨率，适用于固体样品中总有机碳的分析，但可能会受到热解条件和组分
分离效果的影响。
热氧化-气相色谱法
要点一
总结词
具有较好的抗干扰能力
要点二
详细描述
热氧化-气相色谱法是一种具有较好抗干扰能力的总有机碳 分析方法。通过热氧化将样品中的有机碳转化为二氧化碳 ，再利用气相色谱将二氧化碳与其他组分分离，最后通过 检测器检测二氧化碳的含量。该方法具有较好的抗干扰能 力，适用于复杂样品中总有机碳的分析，但可能会受到氧 化剂和载气纯度的影响。
指导污水处理
总有机碳分析
为获得有机碳含量，可采用两种方法：一是将水 样预先酸化，通入氮气曝气，驱除各种碳酸盐分 解的二氧化碳后再注入仪器测定。 另一种方法是使用高温炉（900℃）和低温炉（ 150℃），则水样中的有机碳和无机碳均转化为 CO2，而低温炉的石英管中装有磷酸浸渍的玻璃棉 ，能使无机碳酸盐在150℃分解为CO2，有机物却 不能分解氧化。 将高、低温炉中生成的CO2依次导入非色散红外气 体分析仪，分别测定总碳（ＴＣ）和无机碳（Ｉ Ｃ），二者之差即为总无机碳。
另一路进入位于高温炉中的石英制燃烧管二氧化 碳由切换阀进入位于高温炉中的石英制燃烧管， 其内填充有催化剂（Cr2O3），在此，被测废水中 的总C和变成二氧化碳和水，经脱水器除去水分后 ，产物由切换阀导入红外线气体分析器的测量室， 测定生成的二氧化碳浓度。 由以上两次测得的结果，按公式（1）计算，便可 求出TOC之值。
二、基本原理和结构
（一）原理
目前广泛应用的测定TOC的方法是燃烧氧化-非色 散红外吸收法。 原理：将一定量水样注入高温炉内的石英管，在 900-950℃温度下，以铂和三氧化钴或三氧化二铬 为催化剂，使有机物燃烧裂解转化为二氧化碳， 然后用红外线气体分析仪测定CO2含量，从而确定 水样中碳的含量。 因为在高温下，水样中的碳酸盐也分解产生二氧 化碳，故上面测得的为水样中的总碳（ＴＣ）。
（二）注意事项
1. 进样时，宜先作TC测定，后作IC测定。样品必 须摇匀。 2. 进行微量分析时，摇动样品会使空气中CO2溶解 进去，故应小心，记录曲线的拖尾现象，就是 由此所致。在处理数据时，要减去TC、IC的空 白值。 3. 进样量的多少，按仪器规定执行。一般进样量 越大，曲线的峰越高，但过高的进样量会导致 燃烧效率低下。同时，样品中如有悬浮物质， 一定要滤去。 4. 分析含盐过多的样品时，应加脱盐装臵，这时 ，可适当降低高温炉温度，如调温至70-空 气过滤器；3-调 压阀；4-高温炉； 5-低温炉；6-燃 烧管；7-净化管； 8-吸附管；9-参 比室；10-测量室； 11-流量计；12过滤器；13-切换 阀；14-脱水器； 15-检测器；
总有机碳分析讲义
有机碳。
NPOC = 不可吹出的有机碳
水溶液被一特定气流吹过后，仍保留其中的
有机碳。
TOC versus NPOC
现行TOC方法要求在氧化有机物之前， 先酸化样品并吹扫以出去TIC。通常认为 NPOC等同于TOC。这种取代只有当挥 发性或可吹出的有机化合物可忽略不计 时才成立。
TOC总有机碳定义
燃烧法 -- Why Two Temperatures?
Classic high temperature (800-950°C)
Original
method Highest recovery Also, highest blank
Low temperature (680°C)
Less
燃烧法
应用(续)
中量程
– 环境
饮用水 地表水 海水
– 化工
燃烧法
应用(续)
高量程
– 环境
污水
– 化工
What Detectors Are Used in TOC Analyzers?
TOC Analyzer Detectors:
1. Non-dispersive Infrared Detectors
DOC = 溶解有机碳
能通过0.45微米过滤的TOC部分。
SOC = 悬浮有机碳
不能通过0.45微米过滤的TOC部分。
总有机碳间的关系
TC = TIC + TOC TOC = POC + NPOC TOC = DOC + SOC
总有机碳分析的演变
History: TOC Analysis
《总有机碳分析》
《总有机碳分析》总有机碳分析（Total Organic Carbon Analysis）总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）是指样品中所有有机碳的总量，是环境和水质分析中常用的一个指标。
TOC分析是一种常见的分析方法，主要用于快速高效地测定水质、土壤和沉积物中有机碳的含量。
本文将介绍TOC分析的原理、仪器设备、分析方法以及应用。
TOC分析原理：TOC分析基于有机物在高温氧气气氛中的氧化反应，通过测量样品中产生的二氧化碳来确定有机碳的含量。
在TOC仪器中，样品经过预处理后，被加热氧化，有机碳被氧化产生二氧化碳，二氧化碳在红外检测器中被定量测量，从而测得样品中的有机碳含量。
TOC分析仪器设备：常见的TOC分析仪器有气相色谱-红外测定法（GC-IR method）、离子色谱法（IC method）、湿化学氧化测定法（Wet oxidation method）等。
其中，湿化学氧化测定法是最常用的方法，常见的仪器有Shimadzu TOC-VCPH，OI Analytical Aurora 1030W等。
TOC分析方法：样品的准备和处理是TOC分析的重要步骤。
首先，需要将样品经过适当的前处理，如过滤、稀释等，以消除颗粒物的干扰。
然后，将处理后的样品加入TOC仪器，经过氧化等步骤，获得有机碳的含量。
TOC分析应用：TOC分析在环境和水质检测中具有广泛的应用。
首先，TOC分析可以用于表征水体的污染程度，评估水体中有机污染物的含量。
其次，TOC分析可以用于评价水处理工艺的效果，监测水质的变化。
此外，TOC分析还可以用于土壤和沉积物中有机物的测定，用于土壤质量和环境污染评估，以及有机肥料的质量评价等。
总之，TOC分析是一种快速、高效、准确的有机碳测定方法，广泛应用于环境和水质分析领域。
通过TOC分析，可以获得样品中有机碳的含量，为环境保护、水质治理和土壤评价提供重要的依据。
随着仪器技术的进步和应用需求的增加，TOC分析方法也将不断发展和完善，为环境科学研究和实际应用提供更好的支持。
总有机碳
总有机碳总有机碳（TOC）是通过测定碳含量间接测定制药用水中有机分子。
有机分子主要来源于原水，水的净化与分配系统以及系统内生物膜的生长。
TOC也可以作为一个过程控制属性，监控净化和分配系统的每个单位的执行。
TOC检测不是内毒素或者微生物控制的替代性试验。
虽然食物来源（TOC）和微生物活性在性质上有联系，但是在数量上不直接相关。
可用来分析总有机碳的方法有很多，这一章不会支持、限制、或妨碍任何方法的使用，但会指导如何验证所用的方法以及如何解读在进行限度检测时的仪器测量结果。
用于测定制药用水TOC的装置，可氧化水中有机物分子产生二氧化碳。
确定产生二氧化碳量并用于计算水中有机碳浓度。
所有的技术必须识别在水中二氧化碳是来源于水中本身溶解的二氧化碳和碳酸氢盐还是样品中有机物分子氧化而得到的二氧化碳。
完成识别可通过测定无机谈的含量并从总碳（总碳是有机碳和无机碳之和）中减去，也可通过在氧化之前除去无机碳来实现。
虽然除去这些气体会带走一些有机分子，但是这种可被带走的有机碳在制药用水中是微不足道的。
仪器装置的一般要求：这种方法既可用于在线检测也可进行非在线检测，使用的设备应经校验。
应根据以下规定的方法进行装置的适应性检测。
另外，必须有生产商规定的检测限，含碳量0.05mg/L(0.05ppm)或更低。
USP对照标准品<11>：USP 1,4－苯醌对照品，USP蔗糖对照品。
检查用水：水中的含碳量要少于0.10mg/L。
（注：为了确保方法的可信性，要考虑水的导电性。
）仪器的准备：容器的有机污染会使TOC升高，因此，使用的器具和容器必须要小心翼翼的清洗去除有机残留，。
任何能去除有机残留物的方法都可以使用。
用反应水做最后的清洗。
标准溶液：除各论另有规定外，准确称取一定质量的USP蔗糖RS，用反应水溶解，可以得到含有1.19mg/L蔗糖溶液(含碳量是0.5mg/L)。
系统适应性溶液：精密称量USP1,4－苯醌对照品适量，用检查用水溶解，得到浓度约为0.75 mg/L的溶液(碳含量0.50mg/L)。
总有机碳分析
三、操作原理
TC测量：
样品 680度的富氧环境下燃烧 C CO2
非散射性红外检测器（NDIR）检测
CO2的吸收率与时间的积分值和样品中的总碳量成正比， 转化为样品中的总碳含量
TIC测量：
样品中无机碳（液态）： CO2
、
HCO-3
、
CO32-
CO2HCO-3 CO32酸化 NDIR TIC的含量
TOC测量：
四、仪器介绍
性能指标：
去卤管：内装CuO， 去掉多余的卤素，因 为卤素会腐蚀红外检 测器。 增湿器：使气体在去 燃烧室之前带点水， 减轻气流对催化剂的 压力。 无机反应室 (IC Chamber)： 样品酸化 后去检测TIC。 酸试剂瓶：装有体积 比为5%的磷酸，即1l 水中有50ml的磷酸。
做好的标准曲线如下图所示:
RF（响应因பைடு நூலகம்、斜率）的正常值是：0.15~0.19ugC/k-cnt R2:相关系数，正常值是0.999X。
对于TC、TIC、TOC分别以ppmC和ugC为单位打印结果。 精确度: 2%RSD
图、TOC测定仪
清洗瓶：内装去离子 水。
燃烧炉出来的CO2 废液
生成的CO2
样品
酸
IC Chamber示意图
五、实验操作
１、样品的制备 分析样品包括溶解固体，如氯化物。各种化学溶液、 酸、腐蚀剂的TOC均可定量监测。 样品中含有粒径在 100um 以下的悬浮固体时，测定 TC 、 TIC 、 TOC之前不用过滤。颗粒大小：<400um 2、样品的输送 溶液通过液样环进入 TOC 分析仪，样品能够多次重复分 析。液样环既可与吸管相连接，也可与自动进样器连接。 样品输送完成之后，便开始TC、TIC的分析。
TOCP总有机碳分析仪培训ppt
– 其他催化剂
TOC分析原理…燃烧法
TOC分析原理…湿化学法
两种方法比较
燃烧法：
•高温达到1000 °C •对热稳定的有机物氧化完全 •适合于颗粒物 •适合于高盐样品 •适合于固体 •TOC与TNb 同时出来
湿化学法：
•适合于低浓度样品 •不适合于颗粒或固体样品 •不能测量TNb
TOC与TN 检测原理： 一、TOC • NDIR（非色散红外检测器） •电导检测器 二 、TN •NDIR（非色散红外检测器） •CHD （电化学检测器） •CLD （化学发光检测器）
固态电化学检测器 (CHD)原理：
R-N + O2 CO2 + H2O + NO NO + 2 H2O HNO3 + 3 H+ +3 e-
multi N/C 3100 DI injection head
不用进样垫的气动注射头
multi N/C 3100 燃烧管接头和分配阀：
1. 分配阀 2. 注射管 3. 样品吸样管 4. 分配阀的驱动 5. 燃烧管接头
燃烧管填充物：
1. 一片高温垫片 2. 6 g 石英碎片 3. 200 – 300 mg 石英棉 4. 40 g CeO2/20 g 铂催化剂 5. 400 mg石英棉
两种方法比较：
方法
优点
缺点
差减法
•包括挥发性有机碳 •有TIC信息
•测量时间较长 •TIC≤ 50%TC
直接法 （NPOC法）
•适合于高TIC分析 •测量时间较短
•不包括挥发性有机碳 •没有TIC信息 •TIC 是否吹脱干净需控制
相关指标
TOC学习讲义
总有机碳测定一、定义1、TC -- total carbon总碳：总碳指样品中所有的碳。
包括：无机碳、有机碳和挥发性碳。
2、TIC – total inorganic carbon：总无机碳是指样品中被酸化后可转变为CO2的碳。
总无机碳包括：溶解的CO2、HCO3-和CO3=。
3、TOC –total organic carbon 总有机碳：总有机碳指样品中有机物所含的碳，这部分碳在无机碳被除去后，可被氧化成CO2。
然而水样中的TOC应包括存在于易挥发物质中碳，大多数实验室报道，他们在分析样品中的TOC之前，易挥发物质已先被除去。
一种被广为接受的过硫酸盐氧化法是在氧化有机碳之前，先酸化并吹洗样品以除去无机碳。
而在吹洗的同时，易挥发有机物质亦在氧化前被除去，尽管如此分析结果仍被普遍接受为TOC 值。
易挥发有机物质的含碳量可通过TC-TIC的差减法测得。
4、试剂空白–试剂空白是在没有加入样品或标准品时，检测器对试剂的响应。
这些响应是由溶剂、气体、消解容器或管道中碳污染引起的。
5、标准–可以是已知碳含量的任何样品。
6、水空白–水空白是指检测器对水（只要用来配制试剂）的响应。
二、2005年版《中国药典》附录Ⅷ R制药用水中总有机碳测定法本法是用于检查制药用水中有机碳总量进而间接控制其有机物含量的一种测定方法。
制药用水中有机物质一般来自于水源、供水系统（包括净化、贮存和输送系统）以及水系统中菌膜的生长。
总有机碳可反映制药用水中有机物质的含量。
通常采用蔗糖作为易氧化的有机物，1，4-对苯醌作为难氧化的有机物，按规定配制其标准溶液，在总有机碳测定仪上分别测定相应的响应值，以考察仪器的氧化能力和系统的适用性。
1010TOC操作原理通过样品酸化时释放的二氧化碳可以检测TIC，溶液中的二氧化碳被吹出，然后由非散射性红外检测器检测二氧化碳的量，二氧化碳的量按一定比例对应着含无机碳的量。
当样品被酸化，TIC被吹出后，过硫酸盐被加入。