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测定超纯水中的“总有机碳(TOC)”

发布作者:常熟拂晓玻璃容器  发布日期:2015-1-14  点击次数:2469

    1、水中污染物的种类
    水中的污染物通常以含碳量来表示,但在不同的应用场合,依据不同的分析测量方法,对含碳量有以下不同的定义:
    总碳量(Total Carbon-TC):物质或是溶液中的元素碳总量; 
    总无机碳(Total Inorganic Carbon-TIC):水溶液中的重碳酸盐,碳酸盐,溶解态的二氧化碳中碳总量 ;
    总有机碳(Total Organic Carbon-TOC):有机分子中以共价键结合的碳总量 ;
    颗粒性有机碳(Particulate Organic Carbon-POC):可经由0.45μm滤膜截留的总有机碳(TOC)  ;
    溶解性有机碳(Dissolved Organic Carbon-DOC):可通过0.45μm滤膜的总有机碳(TOC) ;
    挥发性有机碳(Volatile Organic Carbon-VOC):在特定条件下,利用通气方式以蒸汽转移或是取代方法,由水溶液中可除去的总有机碳(TOC) ;
    在超纯水中,TOC测量所检测到的主要是DOC,以及一部分VOC。虽然VOC的检测与采样的条件(如:温度,压力)及有机物的挥发性(蒸汽压)有关,而使结果受到影响。并且TOC测量中并不包括TIC,高浓度的离子(电导率)也会干扰某些测试方法。但就整体而言,TOC的测量仍是一种有效的方法,不仅测量简便,而且可代表水中的有机物种类。 
    2、水中有机物的影响
    由于现今分析仪器以及实验方法的灵敏度不断提高,超纯水中的有机污染物成了实验室最关心的问题。水中有机污染物过高会引起以下问题: 
    检测灵敏度降低,检测限上升(poor detection limit) 
    重现性差(poor reproducibility) 
    空白基线值抬高(elevated blank background) 
    污染介质活性表面(coating of reactive surfaces) 
    产品化学性干扰 
    产生扩散性或是非扩散性效应 
    在纯化介质或分离介质中产生污染性淤积(fouling of separation of purification media) 
    促使微生物孽长
    产生毒性
    适当的组合水质纯化技术(例如活性炭吸附,紫外线(UV)氧化以及离子交换等),能有效的降低水中的有机物。不论是对于实验室分析或是生产性制备,选择一套能够生产符合TOC要求的纯水系统是非常重要的。
    同样,能够精确监控水中有机物纯度也是极为重要。产水的离子强度通常是直接利用内置的在线检测器进行测定,并连续的显示其电阻率(MΩ·cm)或电导率(μs/cm)。然而,由于许多有机物在水中是不电离或是仅有部分电离,因此电阻率值无法精确代表有机物的含量。但是,许多离线的有机分析方法由于检测灵敏度低,耗时长,而且样品易受污染。因此,采用在线有机物检测,可以准确、快速、高灵敏度的测出水中的溶解有机物。在实验用的超纯水中系统中加装在线TOC监测器,是监控、保证超纯水中有机物含量的理想方法。 在线TOC值测定的应用与优点 直接在纯水系统中进行在线TOC值测定,可以对实验分析提供独特的保证及品质控制。一般来说,比起离子污染物,有机污染物更不容易被纯化介质(purification media)“吸附”(图3),而更容易漏过(break-through)。因此仅凭电阻率值(电导率)无法了解水中的有机物含量是否增加、是否产生变动或是过高。
    TOC值的测定可及早预警有机物的污染,从而避免使用有机物含量过高的纯水。其他的优点还包括: 
    符合规范标准(USP, BP, GLP) 
    试剂及液体产品的品质控制 
    找出最适当的分析方法(测定的极限,保留时间,纯化柱的使用期限) 
    解决分析方法上的问题 
    在线TOC测定提供超纯水系统必要的监控及保养方式。利用TOC测量技术,可以使实验室在进行对于有机物具有高敏感性的分析时,能有更好的控制方法。

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