摘要：本文對用燃燒法測海水的TOC測定儀進行了研究。用大量數(shù)據(jù)證明測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并針對測量過程中可能出現(xiàn)的問題提出了解決的方法。
關(guān)鍵詞：總有機碳（TOC）  燃燒法  穩(wěn)定性  ET1020A型TOC分析儀
    總有機碳（Total OrganicCarbon，簡稱TOC），是以碳的含量表示水體中有機物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。由于TOC的測定采用燃燒法，因此能將有機物全部氧化，它比BOD5或COD更能直接表示有機物的總量，因此常常被用來評價水體中有機物污染的程度。
近年來，國內(nèi)外已經(jīng)研制出各種類型的TOC分析儀。按工作原理不同，可以將它們分為燃燒氧化－非分散紅外吸收法、電導(dǎo)法、氣相色譜法、濕法氧化－非分散紅外吸收法等。ET1020A型TOC分析儀的測量原理就是被廣泛采用的燃燒氧化－非分散紅外吸收法，這種方法只需一次性轉(zhuǎn)化，流程簡單，重現(xiàn)性好，靈敏度高。
   含鹽樣品中的有機碳和無機碳含量的測定一直倍受關(guān)注。很多沿海城市已發(fā)現(xiàn)海水侵入了他們的淡水系統(tǒng)，很多工廠必須分析過程中和排水口的含鹽水樣品。測知海洋中的有機碳的濃度，可以評估有機物在碳循環(huán)中的作用。
   進入海洋中的有機污染物主要來源于城市生活污水，人類及家禽、家畜的排泄物，造紙、食品等工業(yè)廢水。有機物的分解消耗大量氧氣，因此，對海洋環(huán)境的損害主要是使海水缺氧，從而引起包括魚、貝類在內(nèi)的海洋生物大量死亡，甚至使局部海域“荒漠化”。
通常認(rèn)為,海水中TOC的容許含量為3.0 mg/L。
   測海水時很多TOC分析儀都面臨一個挑戰(zhàn)：水樣中含有大量可溶性鹵化物，例如鹽，會影響測量結(jié)果并對分析系統(tǒng)造成傷害。燃燒氧化型TOC分析儀，使用合適的催化劑，可以方便地分析含鹽水樣中的TOC含量。TOC的量等于TC與TIC值的差，因此，分析系統(tǒng)在測量TC與TIC時不能受高濃度鹽的影響。其他氧化碳的方法經(jīng)驗證明會有氯離子的干擾，同時填裝在燃燒管內(nèi)的催化劑也發(fā)現(xiàn)會有鹽沉積在表面而影響效率。例如，用低溫氧化法將碳氧化為二氧化碳時，被分析水樣中氯的存在通常會干擾碳的測定。這類儀器通常使用過硫酸鹽，結(jié)合紫外光提高氧化性能。作為氧化媒介的自由基會被氯離子消耗掉，這個過程大大增長了反應(yīng)時間，使分析過程過長，降低了監(jiān)測人員的工作效率。在反應(yīng)混合物中加入汞會在一定程度上抑制氯的影響，但如何解決汞帶來的廢棄物處理問題，又增加了工作人員的負(fù)擔(dān)。并且氯離子氧化為氯氣后，會腐蝕儀器的檢測器，又增加了儀器的維護成本。
    ET1020A型高溫燃燒氧化TOC分析儀中，氯離子不會影響反應(yīng)速度，氯氣的濃度也很低。但鈉離子沉積（結(jié)晶）到燃燒管上會使石英管的維護變得重要。但它精巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以很方便地用于含鹽溶液的總有機碳分析。燃燒管，去鹵管和其他進行含鹽溶液分析時要進行日常維護的部件都可以很方便地拆裝。
1 方法原理
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(dǎo)入高溫燃燒管（680℃）和無機碳反應(yīng)室中，經(jīng)高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化，使有機化合物和無機碳酸鹽均轉(zhuǎn)化成為二氧化碳，經(jīng)無機碳反應(yīng)室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可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）和無機碳（IC）進行定量測定。
總碳與無機碳的差值，即為總有機碳。
2 試驗部分
   為對ET1020A型燃燒法TOC分析儀的使用及其可靠性有進一步了解，我們做一個試驗：反復(fù)測量由100ppm有機碳和10ppm無機碳構(gòu)成并添加3%氯化鈉的混合樣品。
2.1 儀器
     ET1020A型TOC分析儀。
2.2 試劑
所用水均為無二氧化碳蒸餾水。
① 鄰苯二甲酸氫鉀（簡稱KHP，KHC8H4O4）：優(yōu)級純。
② *（Na2CO3）：優(yōu)級純。
③ 氯化鈉（NaCl）：分析純。
④ 有機碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：C＝400ppm。
稱取鄰苯二甲酸氫鉀（預(yù)先在110～120℃干燥2h，置于干燥器中冷卻至室溫）0.8500g，溶解于水中，移入1000ml容量瓶內(nèi)，用水稀釋至標(biāo)線，混勻，在低溫（4℃）冷藏條件下可保存48d。
⑤ 無機碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：c＝400 ppm。
稱取* （預(yù)先在干燥器中干燥）1.400g和*（預(yù)先在105℃干燥2h，置于干燥器中，冷卻至室溫）1.770g，溶解于水中，轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶內(nèi)，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。
⑥ 混合樣品溶液：TOC＝100 ppm，TIC=10 ppm，3%NaCl。
準(zhǔn)確吸取125.00ml有機碳標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于500ml容量瓶內(nèi)；再準(zhǔn)確吸取12.50ml無機碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，置于500ml容量瓶中；將15gNaCl溶于100ml水中，再倒入容量瓶。用水稀釋至標(biāo)線，混勻。此溶液用時現(xiàn)配。
2.3 試驗步驟
① 開機，儀器進入正常工作狀態(tài)。
② 清洗管路。
③ 調(diào)用工作曲線，測量樣品。
④ 試驗做三天，共進500次樣，每次測量約8分鐘。
3 數(shù)據(jù)分析
測量選擇的樣品環(huán)規(guī)格是100μl。
由于測量數(shù)據(jù)繁多，在這里不一一列出了，以圖1表示。
圖1中的數(shù)據(jù)計算結(jié)果：平均值＝101.19ppm?? RSD＝1.05%
圖1 含3%鹽水混合樣品測量數(shù)據(jù)分析圖

計算結(jié)果表明，用ET1020A型TOC分析儀分析含鹽混合樣品，測量誤差在5%以內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于2%，穩(wěn)定性很好。
4 結(jié)論及討論
4.1 ET1020型TOC分析儀很適合分析含鹽水樣，準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性都不受鹽分的干擾。
4.2 在分析含3%鹽分的水樣時，測量的三天內(nèi)儀器沒有受到鹽在催化劑上沉積的影響。穩(wěn)定性表現(xiàn)很好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差在2%以內(nèi)。
4.3 鹽在催化劑上沉積過多會影響TC的測量。因為沉積后會改變?nèi)紵隣t內(nèi)的溫度，從而改變爐內(nèi)氣流，導(dǎo)致紅外探測器的信號發(fā)生改變。
4.4做較多含鹽水樣，須要去除燃燒爐內(nèi)的鹽沉積。高鹽水樣比低鹽水樣清潔次數(shù)多。清潔次數(shù)也與樣品環(huán)的規(guī)格有關(guān)，樣品環(huán)體積越大，清潔次數(shù)越多。