水質(zhì)檢測 非色散紅外線吸收法水中總有機碳（TOC）的含量

 本標準參照采用標準ISO 8245—1987《水質(zhì)——總有機碳（TOC）的測定——導則》。

1 主題內(nèi)容和適用范圍

1.1 本標準規(guī)定了測定地面水中總有機碳的非色散紅外線吸收法。

1.2 測定范圍

本標準適用于地面水中總有機碳的測定，測定濃度范圍為0.5～60mg／L，檢測下限為0.5mg／L。

1.3 干擾

地面水中常見共存離子超過下列含量（mg／L）時，對測定有干擾，應(yīng)作適當?shù)那疤幚?，以消除對測定的干擾影響：SO₄^2－400；Cl^－400：NO₃^－100；PO₄^3－100；S^2－100。水樣含大顆粒懸浮物時，由于受水樣注射器針孔的限制，測定結(jié)果往往不包括全部顆粒態(tài)有機碳。

2 原理

2.1 差減法測定總有機碳

將試樣連同凈化空氣（干燥并除去二氧化碳）分別導入高溫燃燒管（900℃）和低溫反應(yīng)管（160℃）中，經(jīng)高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧比，使有機化合物和無機碳酸鹽均轉(zhuǎn)化成為二氧化碳，經(jīng)低溫反應(yīng)管的水樣受酸化而使無機碳酸鹽分解成二氧化碳。其所生成的二氧化碳依次引入非色散紅外線檢測器。由于一定波長的紅外線被二氧化碳選擇吸收，在一定濃度范圍內(nèi)二氧化碳對紅外線吸收的強度與二氧化碳的濃度成正比，故可對水樣總碳（TC）無機碳（IC）進行定量測定。

總碳與無機碳的差值，即為總有機碳。

2.2 直接法測定總有機碳

將水樣酸比后曝氣，將無機碳酸鹽分解生成二氧化碳驅(qū)除、再注入高溫燃燒管中，可直接測定總有機碳。

3 試劑

除另有說明外，均為分析純試劑，所用水均為無二氧化碳蒸餾水。

3.1 無二氧化碳蒸餾水：將重蒸餾水在燒杯中煮沸蒸發(fā)（蒸發(fā)量10％）稍冷，裝入插有堿石灰管的下口瓶中備用。

3.2 鄰苯二甲酸氫鉀（KHC₈H₄O₄）：純。

3.3 無水碳酸鈉（Na₂CO₃）：純。

3.4 碳酸氫鈉（NaHCO₃）純，存放于干燥器中。

3.5 有機碳標準貯備溶液：C＝400mg／L。

稱取鄰苯二甲酸氫鉀（3.2）（預先在110～120℃干燥2h，置于干燥器中冷卻至室溫）0.8500g，溶解于水（3.1）中，移入1000mL容量瓶內(nèi)，用水（3.1）稀釋至標線，混勻，在低溫（4℃）冷藏條件下可保存48d。

3.6　有機碳標準溶液：c＝80mg／L。 準確吸取10.00mL有機碳標準溶液（3.5），置于50mL容量瓶內(nèi)，用水（3.1）稀釋至標線混勻。此溶液用時現(xiàn)配。

3.7 無機碳標準貯備溶液：c＝400mg／L。 稱取碳酸氫鈉（3.4）（預先在干燥器中干燥）1.400g和無水碳酸鈉（3.3）（預先在105℃干燥2h，置于干燥器中，冷卻至室溫）1.770g，溶解于水（3.1）中，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶內(nèi)，用水（3.1）稀釋至標線，混勻。

3.8 無機碳標準溶液：c＝80mg／L。

準確吸取10.00mL無機碳標準貯備溶液（3.7），置于50mL容量瓶中，用水（3.1）稀釋至標線，混勻。此溶液用時現(xiàn)配。

4 儀器

一般實驗室儀器及：

4.1 非色散紅外吸收TOC分析儀。工作條件：

4.1.1 環(huán)境溫度：5～35℃。

4.1.2 工作電壓：儀器額定電壓，交流電。

4.1.3 總碳燃燒管溫度選定：900℃；無機碳反應(yīng)管溫度控制：160±5℃。

4.1.4 載氣流量；180mL／min。

4.2 單筆記錄儀：與儀器匹配。工作條件：

4.2.1 工作電壓：儀器額定電壓，直流電。

4.2.2 記錄紙速：2.5mm／min。

4.3 微量注射器：50.00?L。

4.4 具塞比色管：10mL。

5 采樣及樣品

水樣采集后，必須貯存于棕色玻璃瓶中。

常溫下水樣可保存24h，如不能及時分析，水樣可加硫酸將其pH調(diào)至≤2，于4℃冷藏，可保存7d。

6 操作步驟

6.1 儀器的調(diào)試

按說明書調(diào)試TOC分析儀（4.1）及記錄儀（4.2）；選擇好靈敏度、測量范圍檔、總碳燃燒管溫度及載氣流量，儀器通電預熱2h，至紅外線分析儀的輸出，記錄儀上的基線趨于穩(wěn)定。

6.2 干擾的排除

水樣中常見共存離子含量超過干擾允許值（1.3）時，會影響紅外線的吸收。這種情況下，必須用無二氧化碳蒸餾水（3.1）稀釋水樣，至諸共存離子含量低于其干擾允許濃度（1.3）后，再行分析。

6.3 進樣

6.3.1 差減測定法

經(jīng)酸比的水樣，在測定前應(yīng)以氫氧化鈉溶液中和至中性，用50.00?L微量注射器（4.3）分別準確吸取混勻的水樣20.9?g，依次注入總碳燃燒管和無機碳反應(yīng)管，測定記錄儀上出現(xiàn)的相應(yīng)的吸收峰峰高。6.3.2 直接測定法 將已酸化的約25mL水樣移入50mL燒杯中，在磁力攪拌器上劇烈攪拌幾分鐘或向燒杯中通入無二氧化碳的氮氣，以除去無機碳。吸取20?L經(jīng)除去無機碳的水樣注入總碳燃燒管，測量記錄儀上出現(xiàn)的吸收峰峰高。

6.4空白試驗

按6.3條所述步驟進行空白試驗，用20.0?L水（3.1）代替試樣。

6.5 校準

校準曲線的繪制：

在一組七個10mL具塞比色管中，分別加入0.00，0.50，1.50.3.00，4.50，6.00及7.50mL有機碳標準溶液（3.6）、無機碳標準溶液（3.8），用蒸餾水（3.1）稀釋至標線，混勻。配制成0.0，4.0，12.0，24.0，36.0，48.0及60.0mg／L的有機碳和無機碳標準系列溶液。然后按6.3敘述的步驟操作。從測得的標準系列溶液吸收峰峰高，減去空白試驗吸收峰峰高，得校正吸收峰峰高，由標準系列溶液濃度與對應(yīng)的校正吸收峰峰高繪制有機碳和無機碳校準曲線。亦可按線性回歸方程的方法，計算出校準曲線的直線回歸方程。

7 分析結(jié)果表述

7，1 計算方法

7.1.1 差減測定法

根據(jù)所測試樣吸收峰峰高，減去空白試驗吸收峰峰高的校正值，從校準曲線上查得或由校準曲線回歸方程算得總碳（TC，mg／L）和無機碳（IC，mg／L）值，總碳與無機碳之差值，即為樣品總有機碳（TOC，mg／L）的濃度：

TOC（mg／L）＝TC（mg／L）－IC（mg／L）

7.1.2 直接測定法

根據(jù)所測試樣吸收峰峰高，減去空白試驗吸收峰峰高的校正值，從校準曲線上查得或由校準曲線回歸方程算得總碳（TC，mg／L）值，即為樣品總有機碳（TOC，mg／L）的濃度：

TOC（mg／L）＝TC（mg／L）

進樣體積為20.0?L，其結(jié)果以一位小數(shù)表示。

7.2 精密度和準確度

7.2.1 取平行雙樣測定結(jié)果（相對偏差小于10％）的算術(shù)平均值為測定結(jié)果。

7.2.2 四個實驗室測定含TOC10.8mg／L的統(tǒng)一分發(fā)標準溶液按6.3條步驟測定結(jié)果如下：

7.2.2.1 重復性：實驗室內(nèi)相對標準偏差為2.1％。

7.2.2.2 再現(xiàn)性；實驗室間相對標準偏差為2.9％。

7.2.2.3 準確度：相對誤差為1.9％。

7.2.3 四個實驗室測定含TOC 39.8mg／L的統(tǒng)一分發(fā)標準溶液按6.3條步驟測定結(jié)果如下：

7.2.3.1 重復性：實驗室內(nèi)相對標準偏差為0.8％。

7.2.3.2 再現(xiàn)性：實驗空間相對標準偏差為0.8％。

7.2.3.3 準確度：相對誤差為4.3％。