實(shí)驗(yàn)（三） 水樣和土樣中總有機(jī)碳(TOC)的測定
——非色散紅外吸收法
總有機(jī)碳(TOC)，是以碳的含量表示水體/土中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。由于TOC的測定采用催化燃燒法，因此能將有機(jī)物全部氧化，它比BOD5或COD更能直接表示有機(jī)物的總量，因此常常被用來評價(jià)水體/土中有機(jī)物污染的程度。
一、目的和要求：
1) 掌握總有機(jī)碳的測定原理;
2) 掌握Multi N/C 2100總有機(jī)碳分析儀的使用力法；
3) 掌握用微量注射器進(jìn)水樣的操作技術(shù);
4）掌握用樣品舟進(jìn)固體樣的操作技術(shù)。
二、原理：
燃燒氧化—非分散紅外吸收法（NDIR）
1）差減法測定水樣TOC的方法原理：水樣分別被注入高溫燃燒管(850℃)和低溫反應(yīng)管中，經(jīng)高溫燃燒管的水樣受高溫催化氧化，使有機(jī)化合物和無機(jī)碳酸鹽均轉(zhuǎn)化成為二氧化碳；經(jīng)低溫反應(yīng)管的水樣受酸化而使無機(jī)碳酸鹽分解成二氧化碳。兩者所生成的二氧化碳依次導(dǎo)入非色散紅外檢測器，從而分別測得水中的總碳(TC)和無機(jī)碳(IC)。總碳與無機(jī)碳之差值，即為總有機(jī)碳(TOC)。
2）直接法測定土樣TOC：先將土樣充分酸化，使無機(jī)碳酸鹽分解生成二氧化碳驅(qū)除后，用樣品舟送入高溫燃燒爐中，直接測定總有機(jī)碳。
三、儀器：
(1) Multi N/C 2100總有機(jī)碳分析儀(配置HT1300固體燃燒模塊)；
(2)微量注射器(500μL和5mL各一)；
(3)高純氧鋼瓶。
(4)固體樣品舟
四、試劑：
若無特別說明，以下溶液均用超純水配制。
(1)鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4，分析純)
(2)無水碳酸鈉（Na2CO3，分析純）
(3)磷酸（分析純）
(4)固體 CaCO3 (分析純，含碳12%---120mg/g)
(5)有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取在105℃干燥2h后的鄰苯二甲酸氫鉀（M=204）0.5313g，用水溶解，轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。其有機(jī)碳的濃度為1000mg/L。在低溫(4℃)冷藏條件下可保存約48d。
(6)無機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取經(jīng)350-400℃干燥2h后的無水碳酸鈉（M=204）2.2090g溶解于水中，轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。其無機(jī)碳濃度為1000mg/L。
（7）混合標(biāo)準(zhǔn)液：準(zhǔn)確吸取10.00mL有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液和10.00mL無機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。其有機(jī)碳和無機(jī)碳濃度均為100mg／L，總碳濃度為200mg/L。用時(shí)配制。
五、實(shí)驗(yàn)步驟：
1）水樣的采集與保存
水樣采集后，須貯存于棕色玻璃瓶中，常溫下可保存24h。如不能及時(shí)分析，水樣可加硫酸調(diào)至pH為2，并在4℃冷藏，則可以保存7d。
2）土樣的酸化預(yù)處理
稱取并記錄2-3份10-50mg土樣置于2-3個(gè)固體樣品舟中，逐滴加入10%的硝酸到樣品舟中，直到不冒氣泡為止，再加兩滴。把盛有樣品的樣品舟放到恒溫干燥箱105℃烘2h，趕酸。
3）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
水樣：在8個(gè)25mL具塞比色管中，分別加入0.00、0.50、1.00、2.50、5.00、10.00、20.00、25.00mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，混勻，配制成0.0、2.0、4.0、10.0、20.0、40.0、80.00、100.0mg/L的有機(jī)碳和無機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，其TC濃度翻倍。 用總有機(jī)碳分析儀分別測定標(biāo)準(zhǔn)系列的TIC和TC，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，存儲于總有機(jī)碳分析儀中。
土樣：準(zhǔn)確稱取并記錄一系列一定質(zhì)量（10-50mg）的CaCO3粉末（不少于4個(gè)樣）進(jìn)樣測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。4）水樣的測定
差減測定法：用500.0μl微量注射器分別準(zhǔn)確吸取300μ1混勻水樣，分別注入反應(yīng)管進(jìn)口和高溫燃燒管進(jìn)口，進(jìn)行測定。重復(fù)進(jìn)行2—3次，使相對偏差在10％以內(nèi)，求其均值。
5）土樣的測定
預(yù)酸化完成后，用專門的鐵鉤將固體樣品舟送入高溫燃燒爐，進(jìn)行測定。重復(fù)進(jìn)行2—3次，使相對偏差在10％以內(nèi)，求其均值。
六、數(shù)據(jù)處理：
水樣TOC =TC-IC (mg/L，儀器直接給出)；
土樣（g/Kg）
七、思考題：
1）用差減法測定總有機(jī)碳時(shí)有時(shí)會出現(xiàn)負(fù)值的原因是什么？
2）若用直接法測定水樣的總有機(jī)碳，該如何進(jìn)行前處理？
3) 差減法測定水樣TOC時(shí)，為什么要先測TIC，后測TC？
