总有机碳TOC分析仪有哪些模式，哪一种适合您？

图1：碳的类型

*可吹扫有机碳POC也称为挥发性有机碳（VOC）。

如果用户需要监测水的有机物或评估总有机碳（TOC）仪器，首先需要通过几个英文缩写了解不同的监测模式。用户可能已有TOC分析仪的相关经验，了解需使用的模式或合规报告需使用的模式（这种情况下更容易确定应该使用哪种模式）。然而，如果不是以上任一种情况，则可能难于区分不同模式之间的差别和确定需使用的模式。

本文为您简单介绍不同模式间的差别。以下是TOC分析仪的各种模式列表及其说明和用途。虽然TOC分析仪可能有多种模式用于不同的用途，但大多数仪器并不具有所有模式。

TC：总碳

总碳模式可用于检测样品的所有碳形态，即同时包括有机和无机两种形态。此模式并不涉及样品酸化或吹扫（详见以下“无机碳”部分），也就是说，是对原始样品进行原状检测。

总碳模式最适合以下情况：

• 不需要区分有机碳和无机碳

• 不需要对样品进行预处理

• 只需要获取趋势分析信息

总碳模式的最 佳应用：

• 冷凝水回流

IC：无机碳

无机碳模式的对象是特定的化合物，例如碳酸氢盐、碳酸盐、溶解二氧化碳等。通过吹气，或者降低pH以转化平衡为CO2状态，无机碳化合物被吹扫出来。如果对样品不进行吹扫与酸化，无机化合物仍留在溶液中，会被计为TC的部分。这是一种平衡的关系，我们看待TOC时会理解更深刻。

无机碳模式最适合以下情况：

• 过程监测需要检测无机化合物，为设备和管道提供保护

• 需要监测水的缓冲能力

• pH值稳定的样品

• 需要防止锅炉结垢（避免产生碳酸盐沉淀）

• 需要监测薄膜脱气

无机碳模式的最 佳应用：

• 污水处理厂

• 锅炉给水

• 饮用水

TOC：总有机碳

在总有机碳模式中，样品的总碳减去无机碳得出总有机碳（TC-IC=TOC）。与其他模式比较，TOC模式更准确，可达到ppb级或以下。

总有机碳模式最适合以下情况：

• 需要对过程进行监测，例如排水、清洗或回用

• 必须满足合规要求

• 需要低浓度检测的灵敏度和准确度

• 与总有机碳比，无机碳值相对较低

• 样品的挥发性有机化合物（VOC）含量较高

• 样品的基质在搅拌时会起泡

总有机碳模式的最 佳应用：

• 制药超纯水（UPW）和清洁验证

• 锅炉给水

• 半导体制造（超纯水）

• 饮用水

• 工艺用水（食品饮料、油气、化工等）

NPOC：

不可吹扫有机碳

不可吹扫有机碳模式是工艺监测中有机物监测的公认最常用模式。在NPOC模式中，对样品进行酸化将无机化合物转化为二氧化碳。然后，使用不含二氧化碳的空气进行吹扫，以去除无机化合物或可吹扫化合物。对样品中残留的有机碳（即不可吹扫有机碳）进行分析。如果可吹扫有机碳（POC）极少，则总有机碳与不可吹扫有机碳基本相等。不可吹扫有机碳的准确度可达到ppm级。

不可吹扫有机碳模式最适合以下情况：

• 需要监控工艺过程

• 样品基质中可吹扫有机碳含量较低

不可吹扫有机碳模式的最 佳应用：

• 废水排放（工业或市政）

POC/VOC：

可吹扫/挥发性有机化合物

可吹扫或挥发性有机化合物模式用于检测挥发性或半挥发性有机物。有两种途径检测VOC：采用光电离检测（PID）技术直接检测VOC；使用公式VOC=TOC-NPOC计算VOC。PID通过检测样品吹扫分离的中间的带正电荷的碳离子，实现挥发性有机化合物的检测。这些离子通过电极进行收集并检测所产生的电流。此模式可通过NPOC结果与POC结果求和得出TOC值。

可吹扫/挥发性有机化合物模式最适合以下情况：

• 为满足控制和安全要求，需要监测挥发性有机化合物

• 不需要区分样品所含的不同种挥发性有机化合物的种类（只需要了解总体值）

可吹扫/挥发性有机化合物模式的最 佳应用：

• 石化废水

• 冷却塔和排污

BOD/COD：

生物/化学需氧量

BOD和COD是几十年来一直用于确定有机物含量的两个基本参数。BOD确定降解微生物所需的氧气量，而COD确定化学氧化存在的污染物所需的氧气量。这些方法通过测量消耗的氧气量来间接确定有机污染 — BOD需要数天时间，COD需要数小时时间。除了分析时间较长外，这两种方法都存在可能造成干扰的化合物。氯和盐会干扰BOD，而硫化物、氯化物、亚硝酸盐和二价铁会干扰COD。有些化合物能够耐受COD的化学氧化，例如苯。最初，BOD和COD值通过实验室化验获得，但由于前文所述的缺点，目前已有几种分析仪可以通过特定地点的数据相关性来提供这些值。TOC分析仪直接检测和量化样品中存在的碳，并可以提供转换为BOD和COD浓度的实时数据。

BOD/COD模式最适合以下情况：

• 相关法规要求报告BOD/COD

• 需要分析仪数据与实验室结果之间的比较

• 样品中不含会干扰BOD/COD的化合物

BOD/COD模式的最 佳应用：

• 废水排放（工业或市政）

结论

选择TOC分析仪的模式并非仅选择默认或最常用的模式。监测有机物的最适用模式取决于样品基质、应用以及用户的数据用途。从一开始就选择合适的模式可确保实施过程无缝衔接，使得此后生成的数据非常可靠。

作者：Sara Speak

Sara Speak是Sievers分析仪的产品应用专员，为化工、石化、食品饮料、市政污水等行业客户提供支持和应用的相关专业意见。

Sara与客户合作，提供相关培训，为产品的安装提供支持，优化设备的应用并验证不同检测应用的可行性。在担任产品应用专员之前，Sara曾任工厂服务技术员，负责Sievers仪器的维修和故障排除。Sara曾在食品饮料行业工作（MillerCoors和Leprino Foods），任QA实验室技术员。Sara拥有丹佛大都会州立大学（Metropolitan State University of Denver）化学学士学位和小提琴演奏音乐学士学位。