一、概述

总有机碳(total organic carbon, TOC)是指1升水中有机物的总碳量，包括溶解性和悬浮性有机碳的含量，用mg/L表示。水中的总有机碳主要来源于工业废水、生活污水、农业生产废水和动植物的分解产物中的有机污染物，所以它是评价水质有机污染程度的直接指标。

总碳(total carbon,TC)是指水中存在的有机碳、无机碳和元素碳的总含量。无机碳(in-organic carbon, IC)是指水中存在的元素碳、二氧化碳、一氧化碳、碳化物、氰酸盐、氰化物和硫氰酸盐的含碳量。可吹扫有机碳(purgeable organic carbon, POC)是指在规定条件下水中可被吹扫出的有机碳。不可吹扫有机碳(non-purgeable organic carbon,NPOC)是指在标准规定条件下水中不可被吹扫出的有机碳。测定水样总有机碳时应从总碳中扣除无机碳。

二、测定方法

水样总有机碳的测定方法，一般通过氧化的方法使有机碳转化成二氧化碳进行间接测定。二氧化碳的测定方法有：红外光谱法、滴定法、热导池检测器气相色谱法、电导滴定法、电量滴定法、二氧化碳敏感电极法、把二氧化碳还原为甲烷后火焰离子化检测器法等。中国环境保护标准《水质总有机碳的测定》(HJ 501-2009)中测定水样总有机碳的标准方法是燃烧氧化-非色散红外法。中国《生活饮用水标准检验方法》( GB/T 5750.7-2006)中总有机碳的测定方法为有机碳测定仪法。

1.燃烧氧化-非色散红外法本法分差减法和直接法测定总有机碳。差减法测定总有机碳的原理是：将试样连同净化气体分别导入高温燃烧管和低温反应管中，经高温燃烧管的试样被高温催化氧化，其中的有机碳和无机碳均转化为二氧化碳，经低温反应管的试样被酸化后，其中的无机碳分解成二氧化碳，两种反应管中生成的二氧化碳分别被导入非分散红外检测器。在特定波长下，一定质量浓度范围内二氧化碳的红外线吸收强度与其质量浓度成止比，由此可对试样总碳和无机碳进行定量测定。总碳与无机碳的差值，即为总有机碳。直接法测定总有机碳的原理是：试样经酸化曝气，其中的无机碳转化为二氧化碳被去除，再将试样注入高温燃烧管中，可直接测定总有机碳。由于酸化曝气会损失可吹扫有机碳，故测得总有机碳值为不可吹扫有机碳。

差减法测定总有机碳时，取经酸化的试样，以10g/L氢氧化钠溶液中和至中性，再用微量注射器取适量该试样、标准系列溶液、空白溶液(无CO₂水)分别注入总碳进样口和无机碳进样口，读出测定信号值，同时绘制总碳校准曲线和无机碳校准曲线，根据所测试样总碳响应值和无机碳响应值，由校准曲线查出总碳质量浓度和无机碳质量浓度，总有机碳质量浓度(mg/L)＝总碳质量浓度(mg/L)-无机碳质量浓度(mg/L)。当水中苯、甲苯、环己烷和三氯甲烷等挥发性有机物含量较高时，宜用差减法测定。

直接法测定总有机碳时，直接移取一定体积酸化至pH≤2的试样注入TOC分析仪，经曝气除去无机碳后导入高温氧化炉，记录测定的响应值，绘制有机碳校准曲线，根据所测试样响应值，由校准曲线计算出总有机碳的质量浓度。当水样有机碳浓度很低，而无机碳浓度很高，或总碳浓度小于10mg/L时，宜用直接法测定。

燃烧氧化-非色散红外法适合地表水、地下水、生活污水和工业废水中总有机碳的测定，检出限为0.1mg/L，测定下限为0.5 mg/L。

值得注意的是，有机物在放置过程中易受氧化或微生物分解，所以测定总有机碳的水样应采集在棕色玻璃瓶中并应充满采样瓶，不留空气泡。水样采集后应在24小时内测定，否则应加入硫酸将水样酸化至pH≤2，在4℃条件下可保存7天。总有机碳的标准物为邻苯二甲酸氢钾；无机碳的标准物为碳酸钠、碳酸氢钠。每一标准浓度至少平行测定3次，取平均值绘制标准曲线。水样燃烧后有水蒸气产生，水蒸气的红外吸收光谱较宽且与二氧化碳的吸收光谱相重，所以在红外检测器前有无水氯化钙除水装置，应经常检查，及时更新。

测定时应进行质量控制，每次试验前应检测无二氧化碳水的TOC含量，测定值应不超过0.5mg/L。每次试验应带一个曲线中间点进行校核，校核点测定值和校准曲线相应点浓度的相对误差应不超过10%

2．有机碳测定仪法向水样中加入适当的氧化剂或紫外催化(TiO₂)，将水样有机碳转化为CO₂，无机碳经酸化和吹脱而除去，或单独测定。生成的CO₂可直接测定，或还原为CH₄后再测定。

测定时按照使用说明书将仪器调至工作状态，并测定空白溶液、标准溶液和试样的仪器响应值，以总有机碳的质量浓度对应的仪器响应值绘制校准曲线，以校准曲线的斜率为校正系数，按式6-13求出水样中总有机碳的质量浓度。

式中，ρ为水样中总有机碳的质量浓度，mg/L;I为样品仪器响应值；f为校正系数，单位为mg/L。V₀为原水样体积，ml; V为原水样稀释后的体积，(100)ml。

本法适合测定生活饮用水和水源水中总有机碳的测定，最低检测浓度为0.5mg/L。

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文章来源：《水质理化检验》

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