水質 總有機碳的測定
燃燒氧化-非分散紅外吸收法
1 適用范圍
本標準規定了測定地表水、地下水、生活污水和工業廢水中總有機碳（TOC）的燃燒氧化-非分散紅外吸收方法。
本標準適用于地表水、地下水、生活污水和工業廢水中總有機碳（TOC）的測定，檢出限為0.1 mg/L，測定下限為0.5 mg/L。
注1：本標準測定TOC分為差減法（3.1）和直接法（3.2）。當水中苯、甲苯、環己烷和三氯甲烷等揮發性有機物含量較高時，宜用差減法測定；當水中揮發性有機物含量較少而無機碳含量相對較高時，宜用直接法測定。
注2：當元素碳微粒（煤煙）、碳化物、氰化物、氰酸鹽和硫氰酸鹽存在時，可與有機碳同時測出。
注3：水中含大顆粒懸浮物時，由于受自動進樣器孔徑的限制，測定結果不包括全部顆粒態有機碳。
2 術語和定義
下列術語和定義適用于本標準。
2.1 總有機碳 total organic carbon，TOC
指溶解或懸浮在水中有機物的含碳量（以質量濃度表示），是以含碳量表示水體中有機物總量的綜合指標。
2.2 總碳 total carbon，TC
指水中存在的有機碳、無機碳和元素碳的總含量。
2.3 無機碳 inorganic carbon，IC
指水中存在的元素碳、二氧化碳、一氧化碳、碳化物、氰酸鹽、氰化物和硫氰酸鹽的含碳量。
2.4 可吹掃有機碳 purgeable organic carbon，POC
指在本標準規定條件下水中可被吹掃出的有機碳。
2.5 不可吹掃有機碳 non-purgeable organic carbon，NPOC
指在本標準規定條件下水中不可被吹掃出的有機碳。
3 方法原理
3.1 差減法測定總有機碳
將試樣連同凈化氣體分別導入高溫燃燒管和低溫反應管中，經高溫燃燒管的試樣被高溫催化氧化，其中的有機碳和無機碳均轉化為二氧化碳，經低溫反應管的試樣被酸化后，其中的無機碳分解成二氧化碳，兩種反應管中生成的二氧化碳分別被導入非分散紅外檢測器。在特定波長下，一定質量濃度范圍內二氧化碳的紅外線吸收強度與其質量濃度成正比，由此可對試樣總碳（TC）和無機碳（IC）進行定量測定。
總碳與無機碳的差值，即為總有機碳。
3.2 直接法測定總有機碳
試樣經酸化曝氣，其中的無機碳轉化為二氧化碳被去除，再將試樣注入高溫燃燒管中，可直接測定總有機碳。由于酸化曝氣會損失可吹掃有機碳（POC），故測得總有機碳值為不可吹掃有機碳（NPOC）。
4 干擾及消除
水中常見共存離子超過下列質量濃度時：SO42? 400 mg/L、Cl? 400 mg/L、NO3? 100 mg/L、PO43? 100 mg/L、S2? 100 mg/L，可用無二氧化碳水（5.1）稀釋水樣，至上述共存離子質量濃度低于其干擾允許質量濃度后，再進行分析。
5 試劑和材料
本標準所用試劑除另有說明外，均應為符合國家標準的分析純試劑。所用水均為無二氧化碳水（5.1）。
5.1 無二氧化碳水：將重蒸餾水在燒杯中煮沸蒸發（蒸發量10%），冷卻后備用。也可使
用純水機制備的純水或超純水。無二氧化碳水應臨用現制，并經檢驗TOC質量濃度不超過0.5 mg/L。
5.2 硫酸（H2SO4）：ρ (H2SO4)=1.84 g/ml。
5.3 鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）：優級純。
5.4 無水碳酸鈉（Na2CO3）：優級純。
5.5 碳酸氫鈉（NaHCO3）：優級純。
5.6 氫氧化鈉溶液：ρ (NaOH)=10 g/L。
5.7 有機碳標準貯備液：ρ（有機碳，C）= 400 mg/L。準確稱取鄰苯二甲酸氫鉀（預先在110～120℃下干燥至恒重）0.850 2 g，置于燒杯中，加水（5.1）溶解后，轉移此溶液于1 000 ml容量瓶中，用水（5.1）稀釋至標線，混勻。在4℃條件下可保存兩個月。
5.8 無機碳標準貯備液：ρ（無機碳，C）=400 mg/L。準確稱取無水碳酸鈉（預先在105℃下干燥至恒重）1.763 4 g和碳酸氫鈉（預先在干燥器內干燥）1.400 0 g，置于燒杯中，加
水（5.1）溶解后，轉移此溶液于1 000 ml容量瓶中，用水（5.1）稀釋至標線，混勻。在4℃條件下可保存兩周。
5.9 差減法標準使用液：ρ（總碳，C）= 200 mg/L，ρ（無機碳，C）= 100 mg/L。用單標線吸量管分別吸取50.00 ml有機碳標準貯備液（5.7）和無機碳標準貯備液（5.8）于200 ml容量瓶中，用水（5.1）稀釋至標線，混勻。在4℃條件下貯存可穩定保存一周。
5.10 直接法標準使用液：ρ（有機碳，C）= 100 mg/L，用單標線吸量管吸取50.00 ml有機碳標準貯備液（5.7）于200 ml容量瓶中，用水（5.1）稀釋至標線，混勻。在4℃條件下貯存可穩定保存一周。
5.11 載氣：氮氣或氧氣，純度大于99.99%。
6 儀器和設備
本標準除非另有說明，分析時均使用符合國家A級標準的玻璃量器。
6.1 非分散紅外吸收TOC分析儀。
6.2 一般實驗室常用儀器。
7 樣品
水樣應采集在棕色玻璃瓶中并應充滿采樣瓶，不留頂空。水樣采集后應在24 h內測定。否則應加入硫酸（5.2）將水樣酸化至pH≤2，在4℃條件下可保存7 d。
8 分析步驟
8.1 儀器的調試
按TOC分析儀說明書設定條件參數，進行調試。
8.2 校準曲線的繪制
8.2.1 差減法校準曲線的繪制
在一組七個100 ml容量瓶中，分別加入0.00、2.00、5.00、10.00、20.00、40.00、100.00 ml差減法標準使用液（5.9），用水（5.1）稀釋至標線，混勻。配制成總碳質量濃度為0.0
、4.0、10.0、20.0、40.0、80.0、200.0 mg/L和無機碳質量濃度為0.0、2.0、5.0、10.0、20.0、40.0、100.0 mg/L的標準系列溶液，按照（8.4）的步驟測定其響應值。以標準系列溶液質量濃度對應儀器響應值，分別繪制總碳和無機碳校準曲線。
8.2.2 直接法校準曲線的繪制
在一組七個100 ml容量瓶中，分別加入0.00、2.00、5.00、10.00、20.00、40.00、100.00 ml直接法標準使用液（5.10），用水（5.1）稀釋至標線，混勻。配制成有機碳質量濃度為0.0、2.0、5.0、10.0、20.0、40.0、100.0 mg/L的標準系列溶液，按照（8.4）的步驟測定其響應值。以標準系列溶液質量濃度對應儀器響應值，繪制有機碳校準曲線。
上述校準曲線濃度范圍可根據儀器和測定樣品種類的不同進行調整。
8.3 空白試驗
用無二氧化碳水（5.1）代替試樣，按照（8.4）的步驟測定其響應值。每次試驗應先檢測無二氧化碳水（5.1）的TOC含量，測定值應不超過0.5 mg/L。
8.4 樣品測定
8.4.1 差減法
經酸化的試樣，在測定前應以氫氧化鈉溶液（5.6）中和至中性，取一定體積注入TOC分析儀進行測定，記錄相應的響應值。
8.4.2 直接法
取一定體積酸化至pH≤2的試樣注入TOC分析儀，經曝氣除去無機碳后導入高溫氧化爐，記錄相應的響應值。
9 結果計算
9.1 差減法
根據所測試樣響應值，由校準曲線計算出總碳和無機碳質量濃度。試樣中總有機碳質量濃度為：
ρ (TOC) = ρ (TC) ? ρ (IC)
式中：ρ (TOC)——試樣總有機碳質量濃度，mg/L；
ρ (TC)——試樣總碳質量濃度，mg/L；
ρ (IC)——試樣無機碳質量濃度，mg/L。
9.2 直接法
根據所測試樣響應值，由校準曲線計算出總有機碳的質量濃度ρ (TOC)。
9.3 結果表示
當測定結果小于100 mg/L時，保留到小數點后一位；大于等于100 mg/L時，保留三位有效數字。
10 精密度和準確度
六個實驗室測定TOC質量濃度為24.0 mg/L的統一分發標準溶液，實驗室內相對標準偏差為2.9%，實驗室間相對標準偏差為3.9%，相對誤差為2.9%～6.3%。
六個實驗室對地表水、生活污水和工業廢水進行加標回收試驗，差減法的回收率為91.0%～109%，直接法的回收率為93.0%～109%。
11 質量保證和質量控制
11.1 每次試驗前應檢測無二氧化碳水（5.1）的TOC含量，測定值應不超過0.5 mg/L。
11.2 每次試驗應帶一個曲線中間點進行校核，校核點測定值和校準曲線相應點濃度的相對誤差應不超過10%。
