燃燒氧化-非分散紅外吸收法測(cè)定水中可吹掃總有機(jī)碳

和艷君

(甘肅隆宇檢測(cè)科技有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 概述

可吹掃的總有機(jī)碳（英文簡(jiǎn)寫POC）是總有機(jī)碳（TOC）的一部分，總有機(jī)碳是指水體中溶解性和懸浮性有機(jī)物含碳的總量，而POC 是其中在樣品噴射期間可逸出的揮發(fā)性有機(jī)物。NPOC 為不可吹除有機(jī)碳，是不揮發(fā)的有機(jī)碳。因此，TOC=NPOC+POC，而現(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)只有測(cè)定總有機(jī)碳的國(guó)標(biāo)方法，沒有測(cè)定可吹掃的有機(jī)碳國(guó)標(biāo)方法[1]。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器和試劑

（1）島津TOC-LCPN 總有機(jī)碳儀，具有POC 附件。

（2）無(wú)水碳酸鈉（Na2CO3）：優(yōu)級(jí)純

（3）碳酸氫鈉（NaHCO3）：優(yōu)級(jí)純

（4）無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：ρ（無(wú)機(jī)碳，C）=400 μg/mL。準(zhǔn)確稱取無(wú)水碳酸鈉（預(yù)先在105℃下干燥至恒重）1.7634 g 和碳酸氫鈉（預(yù)先在干燥器內(nèi)干燥）1.4000 g，置于燒杯中，加水溶解后，轉(zhuǎn)移此溶液于1000 mL 容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。

（5）無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：ρ（無(wú)機(jī)碳，C）=100 μg/mL，用單標(biāo)線吸量管吸取50.00 mL 無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于200mL 容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。

（6）鹽酸ρ（HCl）=1.21 g/mL

（7）實(shí)驗(yàn)用水均為無(wú)二氧化碳水，并經(jīng)檢驗(yàn)總有機(jī)碳質(zhì)量濃度不超過(guò)0.1 mg/L[2]。

2.2 分析原理

POC 分析法用于測(cè)量TOC 中的揮發(fā)成分，樣品在NPOC 法的噴射過(guò)程中會(huì)放出這種揮發(fā)性物質(zhì)。分析過(guò)程：CO2和POC 成分在噴射過(guò)程中逸出。并隨噴射氣體被傳送至裝有氫氧化鋰的CO2吸收器內(nèi)，以清除由樣品中無(wú)機(jī)碳轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的CO2。隨后，只含有樣品中POC 成分的噴射氣體將通過(guò)裝有鉑催化劑的燃燒管在680℃下進(jìn)行燃燒氧化。氧化過(guò)程中，POC 成分被轉(zhuǎn)化成CO2，最后由紅外檢測(cè)器檢測(cè)，在特定波長(zhǎng)下，一定質(zhì)量濃度范圍內(nèi)二氧化碳的紅外線吸收強(qiáng)度與其質(zhì)量濃度成正比，由此可對(duì)試樣POC 進(jìn)行定量測(cè)定[3]。

2.3 分析方法

2.3.1 空白實(shí)驗(yàn)

用無(wú)CO2水代替試樣，注入TOC 儀測(cè)定步驟測(cè)定其響應(yīng)值，測(cè)定值應(yīng)不超過(guò)0.5 mg/L。

2.3.2 樣品測(cè)定

水樣搖勻后取樣注入TOC 儀測(cè)定步驟測(cè)定其響應(yīng)值。

2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

在一組7 個(gè)100 mL 容量瓶中，分別加入0.00、2.00、5.00、10.00、20.00、40.00、100 mL 無(wú)機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)溶液，用水稀釋至標(biāo)線，混勻。配制成質(zhì)量濃度為0.0、2.0、5.0、10.0、20.0、40.0、100.0 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，注入TOC 儀測(cè)定其響應(yīng)值。以標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度對(duì)應(yīng)儀器響應(yīng)值，繪制校準(zhǔn)曲線（見表1）。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 單位：（mg/L）

2.3.4 檢出限及測(cè)定下限的考察

預(yù)估檢出限及加倍數(shù)見表2

表2 預(yù)估檢出限及加標(biāo)倍數(shù) 單位：（mg/L）

將各測(cè)定結(jié)果換算為樣品濃度，計(jì)算7 次平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按照《環(huán)境監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》（HJ 168-2010）附錄A.1.1 和A.2 計(jì)算出方法檢出限和測(cè)定下限，方法檢出限及測(cè)定下限值見表3。

表3 方法檢出限及測(cè)定下限值 單位：（mg/L）

2.3.5 準(zhǔn)確性考察

對(duì)POC 各三個(gè)水樣進(jìn)行6 次重復(fù)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)見表4。

表4 精密度測(cè)試數(shù)據(jù)

2.3.6 方法準(zhǔn)確度測(cè)試數(shù)據(jù)

（1）相對(duì)誤差測(cè)試數(shù)據(jù)。對(duì)POC 各三個(gè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行6 次重復(fù)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)誤差見表5。

表5 標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試數(shù)據(jù)

（2）加標(biāo)回收測(cè)試數(shù)據(jù)。

對(duì)POC 三個(gè)地下水樣品加標(biāo)后進(jìn)行6 次重復(fù)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)誤差數(shù)據(jù)見表6。

表6 POC 實(shí)際樣品加標(biāo)測(cè)試數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

（1）采用燃燒氧化非分散紅外法可測(cè)定水中可吹掃的有機(jī)碳，燃燒溫度680℃，催化劑為鉑。

（2）該方法的檢出限為0.11mg/L，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.028～0.591，變異系數(shù)2.38%～5.39%，相對(duì)誤差為4.5%～6.7%，加標(biāo)回收率89.1%～91.0%。