کربن آلی کل TOC

کربن آلی کل (TOC) Total Organic Carbon اندازه گیری مقدار کل کربن موجود در ترکیبات آلی در آب خالص و سیستم های آبی است.

TOC یک تکنیک تحلیلی و ارزشمند است که توسط سازمان‌ها و آزمایشگاه‌ها برای تعیین میزان مناسب بودن فرآیندهای تصفیه و خالص سازی آب استفاده می‌شود.

آب به طور طبیعی حاوی ترکیبات آلی است، مگر اینکه فوق خالص باشد.

TOC به یک پارامتر مهم برای نظارت بر سطوح کلی ترکیبات آلی موجود تبدیل شده است.

این اتفاق علی‌رغم فقدان همبستگی کمی مستقیم بین کل کربن آلی و غلظت کل ترکیبات آلی موجود رخ داده است و نشان‌دهنده اهمیت داشتن یک شاخص کلی و آسان برای اندازه‌گیری سطح تقریبی آلودگی آلی است.

هنگام محاسبه کل کربن آلی چه چیزی اندازه گیری می شود؟

هنگام تکمیل تجزیه و تحلیل TOC، موارد زیر اندازه گیری می شود:

• TC – کربن کل
• TIC – کل کربن معدنی
• POC – کربن آلی قابل پاکسازی
• NPOC – کربن آلی غیر قابل پاکسازی
• DOC – کربن آلی محلول
• NDOC – کربن آلی غیر محلول

اندازه گیری کل کربن آلی TOC

TOC در غلظت های بسیار متفاوت در طیف وسیعی از سیستم ها اندازه گیری می شود.

جدول زیر میزان کربن آلی کل در انواع مختلف آب را نشان می دهد.

سطوح در هر نوع بسیار متفاوت است اما، به طور کلی، از سطوح زیر ppb در آب فوق‌العاده خالص برای کاربردهای آزمایشگاهی و میکروالکترونیکی تا صدها ppm در پساب‌ها و جریان‌های فرآیند متغیر است.

برای بسیاری از این سیستم ها، TOC به تنهایی اطلاعات کافی را ارائه نمی کند.

ترکیبات حاوی کربن می توانند به اشکال مختلف وجود داشته باشند و نسبت هر کدام می تواند حیاتی باشد. تفکیک برخی از این تقسیمات در نمودار بالا نشان داده شده است.

کربن آلی محلول (DOC) معمولاً به عنوان کربنی در نظر گرفته می شود که از یک فیلتر 0.45 میلی متری عبور می کند.

TOC با اندازه ذرات بزرگ به عنوان ذرات یا غیر محلول (NDOC) طبقه بندی می شود. حدود 50 تا 75 درصد از DOC در آبهای طبیعی به شکل اسیدهای آلی پلیمری – اسیدهای فولویک و هیومیک است.

حدود 10 درصد از TOC در کلوئیدها، عمدتاً اسیدهای هیومیک و مواد معدنی مختلف است. 10 تا 20 درصد دیگر مولکول های کوچکی هستند که از تجزیه مواد آلی حاصل می شوند.

آنالیز کل کربن آلی TOC

TOC به طور جهانی با اکسید کردن ترکیبات آلی موجود به شکل هایی که می توانند کمیت شوند اندازه گیری می شود.

بسته به ماهیت و غلظت TOC اندازه گیری شده و نیازهای تحلیلی (مانند سرعت، حساسیت) از انواع روش های اکسیداسیون و تشخیص استفاده می شود.

احتراق در دمای بالا در 1200 درجه سانتیگراد در فضای غنی از اکسیژن.
2CO تولید شده برای حذف تداخل از لوله های اسکرابر عبور داده می شود و توسط جذب مادون قرمز غیر پراکنده (NDIR) اندازه گیری می شود.
اکسیداسیون کاتالیزوری در دمای بالا در دمای 680 درجه سانتیگراد در یک محیط غنی از اکسیژن در داخل لوله های پر شده با یک کاتالیزور پلاتین و به دنبال آن NDIR.
حرارتی شیمیایی با گرما و یک اکسید کننده شیمیایی، معمولاً یک پرسولفات.
فتوشیمیایی با اشعه ماوراء بنفش و یک اکسید کننده شیمیایی، معمولاً یک پرسولفات.
عکس توسط نور ماوراء بنفش (UV) به تنهایی یا با یک کاتالیزور. روش اکسیداسیون اشعه ماوراء بنفش قابل اطمینان ترین و کم نگهداری ترین روش برای تعیین TOC در آب های فوق العاده خالص است.

روش‌های احتراق (1 و 2) عمدتاً برای غلظت‌های بالاتر (ppm یا بیشتر) TOC یا جاهایی که سطوح بالایی از ذرات وجود دارد استفاده می‌شوند.

اکسیداسیون پرسولفات، افزایش یافته توسط UV یا گرما، به طور گسترده ای برای تعیین TOC آزمایشگاهی در بسیاری از انواع آب از انواع آب آشامیدنی تا دارویی و الکترونیکی استفاده می شود.

برای حذف اثر سایر محصولات اکسیداسیون، گاز ممکن است از یک غشاء عبور کند.

اکسیداسیون خوبی را می توان به دست آورد، اما یک روش جبرانی برای محاسبه خالی از معرف مورد نیاز است. TOC

در سطوح ppb قابل تشخیص است.

IC را می توان با اسیدی کردن نمونه تا مقدار pH 2 یا کمتر حذف کرد تا IC به صورت 2CO آزاد شود که می تواند اندازه گیری شود یا تخلیه شود.

سپس TOC غیر قابل تصفیه (NPOC) موجود در مایع اکسیده می شود و 2CO آزاد می کند که برای اندازه گیری به آشکارساز ارسال می شود.

وضعیت برای آب های با خلوص بالا با رسانایی کم تا حدودی متفاوت است.

آب با رسانایی به اندازه کافی کم (مقاومت نزدیک به 18.2 Mohm.cm) نمی تواند حاوی غلظت قابل توجهی از بی کربنات ها یا کربنات ها (یا سایر نمک های محلول) باشد و هیچ اصلاحی برای IC لازم نیست.

همانطور که قبلاً بحث شد، تمام این اندازه‌گیری‌های سطح ردیابی باید به صورت آنلاین انجام شوند.

تعدادی از مانیتورهای TOC برای پاسخگویی به نیاز به نظارت سریع سطوح پایین (ppb) TOC در سیستم‌های آب آزمایشگاهی با خلوص بالا تکامل یافته‌اند.

برای اطمینان از در دسترس بودن نتایج و مرتبط بودن با حجم نسبتاً کم آب توزیع شده، به واکنش سریع نیاز است.

این مانیتورها معمولاً هدایت آب را قبل و بعد از اکسیداسیون اندازه گیری می کنند.

تغییر بر اساس محتوای TOC کالیبره انجام می گیرد.

به دلیل محدودیت های زمانی، اکسیداسیون همیشه کامل نیست اما برای اهداف نظارت کافی است.

آنالیز آنلاین TOC یا در آزمایشگاه؟

در مواردی که به بخش‌های فرعی TOC نیاز است، مانند NDOC، نمونه‌ها قبل از تجزیه و تحلیل تهیه می‌شوند.

هنگامی که فرکانس یا سرعت تجزیه و تحلیل مورد نیاز آن را ترجیح می دهد، از آنالیزهای آنلاین برای آنالیزهای TOC سطح بالاتر استفاده می شود.

اندازه گیری های آنلاین نیز برای اندازه گیری سطوح TOC زیر 50ppb ضروری است تا از آلودگی جلوگیری شود.

این آلودگی می تواند ناشی از TOC خارجی در محیط یا ظروف باشد، اما به طور جدی تر، از دی اکسید کربن موجود در هوا که به سرعت در آب خالص حل می شود شامل می شود .

دی اکسید کربن با بسیاری از تکنیک های مورد استفاده برای نظارت بر ردیابی TOC تداخل دارد.

جهت سفارش کربن آلی کل TOC با ما تماس بگیرید.

تماس باما