1、实验（四） 水样和土样中总有机碳(TOC)的测定非色散红外吸收法总有机碳(TOC)，是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于 TOC 的测定采用催化燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比 BOD5 或 COD 更能直接表示有机物的总量，因此常常被用来评价水体中有机物污染的程度。一、目的和要求：1) 掌握总有机碳的测定原理;2) 掌握 Multi N/C 2100 总有机碳分析仪的使用力法；3) 掌握用微量注射器进水样的操作技术;4）掌握用样品舟进固体样的操作技术。二、原理：燃烧氧化非分散红外吸收法（NDIR）1）差减法测定水样 TOC 的方法原理：水样分别被注入高温燃烧管(850) 和
2、低温反应管中，经高温燃烧管的水样受高温催化氧化，使有机化合物和无机碳酸盐均转化成为二氧化碳；经低温反应管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解成二氧化碳。两者所生成的二氧化碳依次导入非色散红外检测器，从而分别测得水中的总碳(TC)和无机碳(IC)。总碳与无机碳之差值，即为总有机碳(TOC) 。2）直接法测定土样 TOC：先将土样充分酸化，使无机碳酸盐分解生成二氧化碳驱除后，用样品舟送入高温燃烧炉中，直接测定总有机碳。三、仪器：(1) Multi N/C 2100 总有机碳分析仪(配置 HT1300 固体燃烧模块)；德国耶拿分析仪器股份公司(2)微量注射器(500L 和 5ml 各一)；(3)高纯氧钢瓶
3、。(4)固体样品舟四、试剂：(1)邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H4O4，分析纯)(2)无水碳酸钠（Na 2CO3，分析纯）(3)10%磷酸：取分析纯磷酸 50mL，用超纯水稀释至 500mL。(4) 固体 CaCO3 (分析纯，12%-120mg/g)(5) 10%硝酸：取分析纯硝酸 10mL，用超纯水稀释至 100mL。(6)有机碳标准贮备溶液：称取在 105干燥 2h 后的邻苯二甲酸氢钾（ M=204）0.5313g，用超纯水溶解，转移到 250ml 容量瓶中，用超纯水稀释至标线。其有机碳的浓度为 1000mg/L。在低温(4)冷藏条件下可保存约 48d。（7）无机碳标准贮备溶液：称取经 3
4、50-400干燥 2h 后的无水碳酸钠（M=204）2.2090g 溶解于水中，转移到 250ml 容量瓶中，用超纯水稀释至标线。其无机碳浓度为 1000mg/L。(8) 混合标准液：准确吸取 10.00ml 有机碳标准贮备溶液和 10.00ml 无机碳标准贮备溶液，置于100ml 容量瓶中，用超纯水稀释至标线。其有机碳和无机碳浓度均为 100mgL，总碳浓度为200mg/L。用时配制。五、实验步骤：1）水样的采集与保存水样采集后，必须贮存于棕色玻璃瓶中。常温下水样可保存 24h，如不能及时分析，水样可加硫酸调至 pH 为 2，并在 4 冷藏，则可以保存 7d。2）土样的酸化预处理称取并记录
5、2-3 份 10-50mg 土样置于 2-3 个固体样品舟中，一滴一滴地加入 10%的硝酸到样品舟中，直到不冒气泡为止，再加两滴。把处理过的样品舟放到 105烘 2h，赶酸。3）标准曲线的绘制 水样： 在 8 个 25ml 具塞比色管中，分别加入0.00、0.50、1.00、2.50、5.00、10.00、20.00、25.00ml 混合标准溶液，用蒸馏水稀释至标线，混匀，配制成 0.0、2.0、4.0、10.0、20.0、40.0、80.00、100.0mg/L 的有机碳和无机碳标准系列溶液，其TC 浓度翻倍。用总有机碳分析仪分别测定标准系列的 TIC 和 TC，绘制标准曲线，存储于总有机碳
6、分析仪中。土样：准确称取并记录一系列一定质量（10-80mg）的 CaCO3 粉末（不少于 4 个样）进样测定，绘制标准曲线。4）水样的测定差减测定法：用 500.0l微量注射器分别准确吸取 3001混匀水样，分别注入反应管进口和高温燃烧管进口，进行测定。重复进行 23 次，使相对偏差在 10以内，求其均值。5）土样的测定预酸化完成后，用专门的铁钩将固体样品舟送入高温燃烧炉，进行测定。重复进行 23 次，使相对偏差在 10以内，求其均值。六、数据处理：水样 TOC =TC-IC (mg/L，仪器直接给出)；土样（g/Kg）七、思考题：1）用差减法测定总有机碳时有时会出现负值的原因是什么？2）若用直接法测定水样的总有机碳，该如何进行前处理？3) 差减法测定水样 TOC 时，为什么要先测 TIC，后测 TC？
