Роль анализа общего содержания органического углерода в обработке воды

При обработке воды необходимо заранее определить состояние веществ, поскольку загрязненная вода может оказать серьезное влияние на экосистему и здоровье людей. Загрязнения могут быть разных видов, включая органические, неорганические и синтетические соединения.

Анализ общего содержания органического углерода (TOC) применяется для определения органических загрязнителей, которые содержатся в воде. Рассмотрим принципы анализа TOC, используемые приборы и методы анализа проб воды.

 

Использование анализа TOC для сточных вод

 

Перед выполнением анализа TOC сточных вод необходимо удалить общее содержание неорганического углерода (TIC). Он может присутствовать в больших количествах и содержать растворенный диоксид углерода, поступающий из коренных пород и материалов вследствие эрозии близлежащей почвы. Удаление TIC - это простой процесс, который выполняется путем добавления кислоты в пробу воды и последующей продувки углекислого газа с помощью инертного газа, например, азота.

 

Объяснение принципов анализа TOC

 

Вода может содержать как природные так и синтетические органические вещества, которые можно определить посредством анализа TOC. Примеры природных органических веществ: амин, мочевина и фекалии; тогда как синтетические загрязнения включают, в числе прочего, пестициды, моющие средства и синтетические удобрения.

 

TOC - это количество углерода, обнаруженного в любом органическом соединении. Определение TOC находит широкий спектр применения, включая проверку качества воды, определение загрязнений в почве и контроль чистоты фармацевтического оборудования. Оборудование для анализа TOC, как правило, предназначено для следующих испытаний:

 

-     общее содержание углерода;

-     содержание неорганического углерода;

-     общее содержание органического углерода;

-     отдуваемый органический углерод;

-     нелетучий органический углерод.

 

Измерение TOC относится к обязательным требованиям для организаций, работающих в сфере водоподготовки по всему миру. Предприятия, сбрасывающие сточные воды в водотоки или другие части систем водоснабжения, должны обеспечивать мониторинг TOC и передавать эти данные в соответствующие регулирующие организации.

 

Любые перечисленные выше вещества, загрязняющие воду, могут взаимодействовать, вступать в реакции друг с другом, стимулировать рост микроорганизмов или сделать воду токсичной для людей и животных. Загрязненная вода, сброшенная в экосистему, может привести к катастрофическим последствиям, включая разрушение экосистемы, заболевания животных и людей, а, в некоторых случаях, смерть.

 

Порядок проведения анализа TOC

 

Анализ TOC состоит из трех этапов: отбор пробы, окисление и определение. Исследования выполняются с помощью анализатора TOC. Анализ TOC выполняется следующим образом:

-     Отбор проб: для повышения эффективности анализа используемые приборы должны обеспечивать автоматический отбор проб, подкисление и орошение, эти функции помогут уменьшить погрешность, повысить воспроизводимость и пропускную способность образцов.

 

-     Окисление: для определения TOC в пробе воды органический углерод необходимо окислить. Для этого применяется множество методов, в том числе использование анализаторов сжигания и методы "мокрой" химии.

 

-     Определение: по мере окисления образцов отводятся газы, которые анализируются специально разработанными детекторами. Результаты анализа регистрируются специалистом, проводящим исследование.

 

Как уже отмечалось, для измерения TOC применяется два метода. Целесообразно выбирать метод, подходящий для каждой конкретной области применения и условий.

 

Метод "мокрой" химии, иногда называемый УФ-окислением / методом персульфата натрия, предполагает добавление персульфата натрия в пробу воды перед применением ультрафиолетового излучения. При этом образуется гидроксильные радикалы, а органические соединения превращаются в углекислый газ, который определяется с помощью недиспергирующего инфракрасного детектора.

 

Анализаторы сжигания замеряют TOC в пробе воды посредством ее сжигания при температуре выше 680°C в присутствии катализатора. После сжигания образец полностью окисляется и превращается в углекислый газ. Как и в предыдущем методе, газы анализируются с помощью недиспергирующего инфракрасного детектора.

 

Каждый метод имеет свои преимущества, поэтому выбор подходящего метода зависит от ожидаемого результата. При использовании метода сжигания окисляются твердые частицы в образце, поэтому метод подходит для загрязненных образцов, взятых в сильно загрязненных областях, например, река Темза в Лондоне или сточные воды, предназначенные для обработки. Метод "мокрой" химии больше подходит для анализа питьевой воды или других образцов чистой воды, поскольку для него характерен более низкий общий предел обнаружения TOC и высокая воспроизводимость.

Анализ общего содержания органического углерода часто упускается из виду, но он играет чрезвычайно важную роль, когда дело касается воды. Он обеспечивает быструю, простую и недорогую проверку воды на загрязнения. Альтернативные методы обычно более затратны и занимают больше времени, чем анализ TOC, что влечет за собой замедленное решение проблем с загрязнениями, а это может привести к сбою снабжения питьевой водой.

 

Дополнительную информацию можно найти на сайте: www.elementar.co.uk