水質(zhì)/總有機(jī)碳(TOC)的測(cè)定
1 主題內(nèi)容和適用范圍
1.1 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了測(cè)定地面水中總有機(jī)碳的非色散紅外線吸收法。
1.2 測(cè)定范圍
本標(biāo)準(zhǔn)適用于地面水中總有機(jī)碳的測(cè)定，測(cè)定濃度范圍為0.5～60mg／L，檢測(cè)下限為0.5mg／L。
1.3 干擾
地面水中常見(jiàn)共存離子超過(guò)下列含量(mg／L)時(shí)，對(duì)測(cè)定有干擾，應(yīng)作適當(dāng)?shù)那疤幚�，以消除�?duì)測(cè)定的干擾影響：SO42－400；Cl－400：NO3－100；PO43－100；S2－100。水樣含大顆粒懸浮物時(shí)，由于受水樣注射器針孔的限制，測(cè)定結(jié)果往往不包括全部顆粒態(tài)有機(jī)碳。
2 原理
2.1 差減法測(cè)定總有機(jī)碳
將試樣連同凈化空氣(干燥并除去二氧化碳)分別導(dǎo)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(jī)化合物和無(wú)機(jī)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(wú)機(jī)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(cè)器。由于一定波長(zhǎng)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(duì)紅外線吸收的強(qiáng)度與二氧化碳的濃度成正比，故可對(duì)水樣總碳(TC)無(wú)機(jī)碳(IC)進(jìn)行定量測(cè)定。
總碳與無(wú)機(jī)碳的差值，即為總有機(jī)碳。
2.2 直接法測(cè)定總有機(jī)碳
將水樣酸比后曝氣，將無(wú)機(jī)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(cè)定總有機(jī)碳。
3 試劑
除另有說(shuō)明外，均為分析純?cè)噭盟鶠闊o(wú)二氧化碳蒸餾水。
3.1 無(wú)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)：優(yōu)質(zhì)純。
3.3 無(wú)水碳酸鈉(Na2CO3)：優(yōu)質(zhì)純。
3.4 碳酸氫鈉(NaHCO3)優(yōu)質(zhì)純，存放于干燥器中。
3.5 有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：C＝400mg／L。
稱取鄰苯二甲酸氫鉀(3.2)(預(yù)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?jī)?nèi)，用水(3.1)稀釋至標(biāo)線，混勻，在低溫(4℃)冷藏條件下可保存48d。
3.6 有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液：c＝80mg／L。 準(zhǔn)確吸取10.00mL有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.5)，置于50mL容量瓶?jī)?nèi)，用水(3.1)稀釋至標(biāo)線混勻。此溶液用時(shí)現(xiàn)配。
3.7 無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：c＝400mg／L。 稱取碳酸氫鈉(3.4)(預(yù)先在干燥器中干燥)1.400g和無(wú)水碳酸鈉(3.3)(預(yù)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?jī)?nèi)，用水(3.1)稀釋至標(biāo)線，混勻。
3.8 無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液：c＝80mg／L。
準(zhǔn)確吸取10.00mL無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(3.7)，置于50mL容量瓶中，用水(3.1)稀釋至標(biāo)線，混勻。此溶液用時(shí)現(xiàn)配。
4 儀器
一般實(shí)驗(yàn)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(wú)機(jī)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：50.00μL。
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(shí)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(shuō)明書調(diào)試TOC分析儀(4.1)及記錄儀(4.2)；選擇好靈敏度、測(cè)量范圍檔、總碳燃燒管溫度及載氣流量，儀器通電預(yù)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(jiàn)共存離子含量超過(guò)干擾允許值(1.3)時(shí)，會(huì)影響紅外線的吸收。這種情況下，必須用無(wú)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(jìn)樣
6.3.1 差減測(cè)定法
經(jīng)酸比的水樣，在測(cè)定前應(yīng)以氫氧化鈉溶液中和至中性，用50.00μL微量注射器(4.3)分別準(zhǔn)確吸取混勻的水樣20.9μg，依次注入總碳燃燒管和無(wú)機(jī)碳反應(yīng)管，測(cè)定記錄儀上出現(xiàn)的相應(yīng)的吸收峰峰高。6.3.2 直接測(cè)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(wú)二氧化碳的氮?dú)�，以除去無(wú)機(jī)碳。吸取20μL經(jīng)除去無(wú)機(jī)碳的水樣注入總碳燃燒管，測(cè)量記錄儀上出現(xiàn)的吸收峰峰高。
6.4空白試驗(yàn)
按6.3條所述步驟進(jìn)行空白試驗(yàn)，用20.0μL水(3.1)代替試樣。
6.5 校準(zhǔn)
校準(zhǔn)曲線的繪制：
在一組七個(gè)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(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.6)、無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.8)，用蒸餾水(3.1)稀釋至標(biāo)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(jī)碳和無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。然后按6.3敘述的步驟操作。從測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液吸收峰峰高，減去空白試驗(yàn)吸收峰峰高，得校正吸收峰峰高，由標(biāo)準(zhǔn)系列溶液濃度與對(duì)應(yīng)的校正吸收峰峰高繪制有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳校準(zhǔn)曲線。亦可按線性回歸方程的方法，計(jì)算出校準(zhǔn)曲線的直線回歸方程。
7 分析結(jié)果表述
7.1 計(jì)算方法
7.1.1 差減測(cè)定法
根據(jù)所測(cè)試樣吸收峰峰高，減去空白試驗(yàn)吸收峰峰高的校正值，從校準(zhǔn)曲線上查得或由校準(zhǔn)曲線回歸方程算得總碳(TC，mg／L)和無(wú)機(jī)碳(IC，mg／L)值，總碳與無(wú)機(jī)碳之差值，即為樣品總有機(jī)碳(TOC，mg／L)的濃度：
TOC(mg／L)＝TC(mg／L)－IC(mg／L)
7.1.2 直接測(cè)定法
根據(jù)所測(cè)試樣吸收峰峰高，減去空白試驗(yàn)吸收峰峰高的校正值，從校準(zhǔn)曲線上查得或由校準(zhǔn)曲線回歸方程算得總碳(TC，mg／L)值，即為樣品總有機(jī)碳(TOC，mg／L)的濃度：
TOC(mg／L)＝TC(mg／L)
進(jìn)樣體積為20.0μL，其結(jié)果以一位小數(shù)表示。
7.2 精密度和準(zhǔn)確度
7.2.1 取平行雙樣測(cè)定結(jié)果(相對(duì)偏差小于10％)的算術(shù)平均值為測(cè)定結(jié)果。
7.2.2 四個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定含TOC10.8mg／L的統(tǒng)一分發(fā)標(biāo)準(zhǔn)溶液按6.3條步驟測(cè)定結(jié)果如下：
7.2.2.1 重復(fù)性：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1％。
7.2.2.2 再現(xiàn)性；實(shí)驗(yàn)室間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.9％。
7.2.2.3 準(zhǔn)確度：相對(duì)誤差為1.9％。
7.2.3 四個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)定含TOC 39.8mg／L的統(tǒng)一分發(fā)標(biāo)準(zhǔn)溶液按6.3條步驟測(cè)定結(jié)果如下：
7.2.3.1 重復(fù)性：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.8％。
7.2.3.2 再現(xiàn)性：實(shí)驗(yàn)空間相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.8％。
7.2.3.3 準(zhǔn)確度：相對(duì)誤差為4.3％。
附錄A 本標(biāo)準(zhǔn)一般說(shuō)明
(參考件)
A1 按儀器廠家說(shuō)明書規(guī)定，定期更換二氧化碳吸收劑，高溫燃燒管中的催比劑和低溫反應(yīng)管中的分解劑等。
A2 根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道；今地面水中無(wú)機(jī)碳含量遠(yuǎn)高于總有機(jī)碳時(shí)，會(huì)影響有機(jī)碳的測(cè)定精度。從對(duì)含無(wú)機(jī)碳和有機(jī)碳的合成樣品(其中無(wú)機(jī)碳與總有機(jī)碳的倍數(shù)關(guān)系與我國(guó)南北方的某些地面水中的倍數(shù)關(guān)系相接近。一般為幾倍)進(jìn)行的回收結(jié)果(95.9％－103.6％)表明，用差減法測(cè)定地面水中總有機(jī)碳，對(duì)測(cè)定精度的影響是可以接受的。
A3 直接測(cè)定總有機(jī)碳的方法即將水樣酸比(pH＜4)后曝氣，使各種碳酸鹽分解生成二氧化碳而驅(qū)除后，再注入高溫燃燒管中，可直接測(cè)定總有機(jī)碳。但由于在曝氣過(guò)程中會(huì)造成水樣中揮發(fā)性有機(jī)物的損失而產(chǎn)生測(cè)定誤差。因此其測(cè)定結(jié)果只是不可吹出的有機(jī)碳。
附加說(shuō)明：
本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家環(huán)境保護(hù)局科技標(biāo)準(zhǔn)司標(biāo)準(zhǔn)處提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由武漢市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人饒春熙。
本標(biāo)準(zhǔn)委托中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站負(fù)責(zé)解釋。 |
業(yè)務(wù)：