O que é o TOC?

O carbono orgânico total mede a quantidade de poluentes orgânicos na amostra. A análise do TOC é continuamente realizada em todo o mundo e é essencial para a segurança e a reprodução humana. A poluição orgânica diminui a capacidade de troca iónica, induz o crescimento biológico desfavorável, torna a água tratada insegura para uso e o tratamento da água produz subprodutos prejudiciais, portanto, a análise do TOC ajuda os municípios a determinar a eficácia de seus processos.

Como medir o TOC?

Em suma, o trabalho do analisador TOC é oxidar compostos orgânicos em CO.2medir o CO produzido.2Quantidade. Independentemente da técnica de oxidação, o TOC deve ser determinado medindo ou removendo vários componentes do carbono total (TC) da amostra. Estes componentes são definidos da seguinte forma:

Carbono Orgânico Total (TOC) Todos os átomos de carbono ligados covalentemente em moléculas orgânicas

Carbono Inorgânico (IC)- Carbonatos, hidrocarbonatos e CO dissolvido2

Carbono Orgânico Dissolvido (DOC)- Componente TOC através do filtro de abertura de 0,45 μm

Carbono orgânico em suspensão (também conhecido como carbono orgânico em partículas)- Componente TOC retido pelo filtro de 0,45 μm

Carbono orgânico removível por sopro (POC, às vezes chamado de carbono orgânico volátil)- Componentes do TOC removidos da solução aquática por meio de transporte de gás em condições específicas

Carbono Orgânico Não Soprável (NPOC)Componentes TOC removidos. Na maioria dos casos, o carbono inorgânico é removido em vez de ser "medido", neste caso, apenas o NPOC é medido, enquanto o POC é assumido como negligenciável.

Este gráfico mostra intuitivamente como os componentes do TC são divididos:

Outros termos importantes

Reagentes em branco– Resposta do detector resultante da análise que contém o reagente, sem introdução de amostras ou produtos padrão. Essa reação é causada pela poluição por carbono em reagentes, gases, recipientes de digestão e/ou tubulações.

padrãoAdicionar qualquer quantidade de carbono conhecida

Água vazia ou método vazio do instrumentoResposta do analisador ao teor de carbono na água. Durante a calibração, a medição é feita usando água como padrão de concentração zero.

Determinação do TOC

O carbono orgânico total é composto por todos os átomos de carbono em moléculas orgânicas. Especificamente, esta é a medição de todo o carbono que é convertido em dióxido de carbono por oxidação em compostos orgânicos após a remoção do carbono inorgânico. As duas técnicas mais comuns para a determinação do TOC são a determinação do TOC por subtração e a determinação do TOC por sopro.

No TOC de dedução, medir o IC e subtrair o IC do TC medido:

A vantagem da determinação de TOC por subtração é que a perda de POC é mínima. No entanto, essa tecnologia tem várias desvantagens. A medição de TOC por subtração é menos processada em comparação com a medição de TOC por sopro, porque o método requer duas análises para um resultado de TOC. A técnica não é aplicada a amostras com alto teor de IC, onde o teor de IC excede 50% do resultado TOC esperado.

Na medição do TOC de remoção de sopro, o IC é removido da amostra antes de realizar qualquer medição. Nesta técnica, se o POC for ignorado, o TOC é igual ao NPOC. Por essa razão, a medição de TOC por sopro às vezes é chamada de técnica NPOC.

A medição do TOC por sopro é mais rápida do que a medição do TOC por subtração, porque é necessária apenas uma análise para determinar o TOC. Para amostras que contêm grandes quantidades de IC, ela tem a maior precisão e, como a interferência gerada pelo IC não é subtraida, a precisão geral é maior, a desvantagem desta técnica é que o POC não é medido.

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Principais passos

A análise do TOC pode ser dividida em quatro etapas principais: introdução da amostra, oxidação, detecção e exibição. Existem várias opções para cada etapa; Isso, em última análise, depende do analisador TOC utilizado.

Introdução de amostras

Um sistema de sucção simples pode ser usado para cada introdução de amostra. Ou você pode usar um amostrador automático compatível, que permite que o usuário carregue várias amostras em uma sequência para análise. Se o analisador TOC for um analisador TOC on-line, ele se conecta diretamente ao sistema de bomba e coleta amostras automaticamente para análise em intervalos de tempo definidos.

Oxidação

Vários métodos padrão aprovados são usados ​​para medir o TOC, incluindo oxidação química úmida de persulfatos e oxidação catalítica a alta temperatura (combustão). A análise de TOC química úmida inclui a oxidação de carbono orgânico em CO2 por meio de catalisador e aquecimento ou lâmpadas UV. Essas duas subetapas da oxidação química úmida são o aquecimento do supersulfato e do supersulfato-UV. O método de combustão da análise TOC inclui a injeção da amostra em uma câmara de reação aquecida com um catalisador oxidativo. O SM 5310B contém TOC de queima, enquanto o SM 5310C contém métodos de aquecimento de supersulfatos e supersulfatos-UV.

detecção

Na análise TOC, a detecção geralmente mede o conteúdo de matéria orgânica na amostra por meio de um detector de infravermelho não disperso de estado sólido (NDIR). O NDIR funciona permitindo que o raio infravermelho atravesse a câmara de amostra que contém o gás da amostra de CO 2. Em seguida, mede a quantidade de raio infravermelho absorvida pela amostra dentro de uma faixa específica de comprimentos de onda. Por exemplo, o comprimento de onda infravermelho absorvido por CO2 varia de 4,26 μm.

Mostrar

Por fim, a exibição refere-se a como os dados obtidos durante a etapa de detecção são visualizados. Esse passo foi muito beneficiado pela revolução tecnológica do século XXI. Muitos analisadores TOC são equipados com interfaces de computador e tela táctil internas ou controlados por software em um PC externo.