TOC 的测量方法 燃烧氧化 - 非色散红外吸收法(NDIR) 原理:将水样注入高温燃烧炉(通常温度在 680 - 950℃之间),水中的有机碳在高温和催化剂(如铂、二氧化钴等)的作用下被完全氧化为二氧化碳。然后,通过非色散红外吸收分析仪来检测生成的二氧化碳的量,从而根据碳的守恒定律计算出水中 TOC 的含量。因为二氧化碳在特定波长(一般为 4.26μm 左右)的红外光区域有强烈的吸收,通过检测红外光的吸收程度就能确定二氧化碳的量。 操作要点:在测量前,需要对仪器进行校准,通常使用已知 TOC 浓度的标准溶液(如邻苯二甲酸氢钾溶液)来校准仪器的灵敏度和准确性。水样的注入量要准确控制,因为这会直接影响测量结果。同时,要确保燃烧炉的温度和催化剂的活性处于良好状态,以保证有机碳的完全氧化。 紫外线氧化 - 非色散红外吸收法 原理:利用紫外线(UV)的能量使水中的有机碳发生氧化反应。在紫外线的照射下,水中的有机碳被氧化为二氧化碳,然后再用非色散红外吸收分析仪检测二氧化碳的量来计算 TOC。这种方法相对温和,对于一些对温度敏感的水样或者含有易挥发有机物质的水样比较适用。去离子水在化学分析的色谱 - 质谱联用实验中,可减少污染。半导体去离子水前景
动态显色法 原理:在鲎试剂中加入了特殊的显色底物,当内素与鲎试剂反应时,反应的酶会作用于显色底物,使其产生颜色变化。通过检测颜色变化的程度(一般是在特定波长下检测吸光度)来定量测定内素的含量,吸光度与内素浓度在一定范围内呈线性关系。 操作步骤: 先将鲎试剂(含显色底物)复溶,使用无热原的水按照说明进行操作。 将纯水样品与复溶后的试剂混合,放入到有比色功能的检测仪器(如酶标仪)对应的容器中。 在恒温条件下(通常为 37℃)反应一段时间后,在特定波长(如 405 - 410nm)下检测吸光度,然后根据标准曲线计算内素含量。 适用范围和局限性:动态显色法的灵敏度与动态浊度法相当,也具有较高的灵敏度,能够定量检测内素。它的优点是可以使用普通的酶标仪进行检测,设备相对较为普及。不过,它也容易受到样品颜色和其他可能干扰吸光度检测的因素的影响,并且需要准确的标准曲线来确保检测结果的准确性。半导体去离子水前景去离子水通过离子交换树脂去除水中离子,电阻率明显升高。
活性炭过滤器 原理:活性炭具有巨大的吸附表面积和丰富的孔隙结构,可以吸附水中的有机物质,从而降低 TOC 含量。活性炭的吸附主要是物理吸附过程,其表面的微孔能够捕获有机分子。 操作要点:选择质量可靠的活性炭过滤器,定期更换活性炭滤芯。一般来说,根据家庭用水量和水质情况,每 3 - 6 个月更换一次滤芯较为合适。在安装活性炭过滤器时,要按照产品说明书正确安装,确保水流经过活性炭层,以达到良好的过滤效果。 超滤过滤器 原理:超滤是一种膜分离技术,超滤膜的孔径一般在 0.001 - 0.1μm 之间,能够截留水中的大分子有机物、胶体、细菌等杂质。通过超滤过程,水中的有机碳化合物被阻挡在膜的一侧,从而降低 TOC 含量。 操作要点:在使用超滤过滤器时,要注意正确的安装和维护。定期对超滤膜进行清洗,以防止膜的堵塞。可以采用定期反冲洗的方式,一般每周进行 1 - 2 次反冲洗,每次反冲洗时间根据产品说明设置,以恢复超滤膜的过滤性能。
反渗透过滤器 反渗透是一种高效的水处理技术,它能够去除水中 95% - 99% 以上的 TOC。因为反渗透膜的孔径极小,几乎所有的有机碳化合物(包括大分子和小分子)都很难通过反渗透膜,只有水分子能够在压力作用下通过。所以,经过反渗透处理后的水,TOC 含量可以降低到极低的水平,通常可以达到 1 - 10μg/L 以下,能够满足对水质要求极高的应用场景,如制药行业的注射用水或高精度实验室分析用水。 需要注意的是,这些降低程度只是大致范围,实际的 TOC 降低效果还会受到多种因素的影响,如原水的 TOC 含量、有机物质的种类、过滤系统的性能和运行状况等。去离子水在化学合成的高分子聚合反应中,可控制聚合度。
无机离子 阳离子:尽管过滤系统可以有效去除有机碳化合物,但对于水中的一些阳离子,如钙(Ca²⁺)、镁(Mg²⁺)、钠(Na⁺)、钾(K⁺)等,可能去除效果不佳。例如,活性炭过滤器主要针对有机物质吸附,对这些阳离子基本没有去除能力;超滤过滤器由于其截留分子量主要针对大分子有机物和胶体,也无法有效去除这些阳离子。而这些阳离子在水中可能会导致水的硬度问题,长期饮用高硬度的水可能会增加患结石的风险。 阴离子:水中的阴离子如氯离子(Cl⁻)、硫酸根离子(SO₄²⁻)、碳酸根离子(CO₃²⁻)和碳酸氢根离子(HCO₃⁻)等也可能残留。特别是在一些地区,水中的氯离子含量较高,可能来自于自然环境或水处理过程中的消毒剂残留。高浓度的氯离子可能会对金属管道产生腐蚀作用,并且在一定条件下会与水中的其他物质反应生成有害物质。去离子水在材料加工的切削液配制中,可延长刀具使用寿命。半导体去离子水前景
去离子水在电子器件封装中,可防止离子迁移导致的故障。半导体去离子水前景
检查微生物限度 原理:微生物是热源物质的主要来源之一,如细菌内素就是革兰氏阴性菌细胞壁的成分。如果纯水中微生物数量得到有效控制,在很大程度上可以推断热源物质也被有效去除。 操作步骤:可以采用平板计数法检测水中的细菌总数。将一定量(如 1mL)的处理后的纯水样品接种到营养琼脂培养基平板上,在适宜的温度(如 37℃)下培养 24 - 48 小时后,计数平板上生长的菌落数。如果菌落数低于规定的限度(如饮用水标准中细菌总数每毫升不超过 100CFU),说明微生物得到有效控制,热源物质可能已被去除。同时,也可以采用滤膜法,将一定量的纯水通过滤膜,然后将滤膜放在培养基上培养,计数滤膜上的菌落数来检测微生物数量。半导体去离子水前景