分析儀在測量總有機碳 (Total Organic Carbon，TOC)  時，都必須處理無機碳 (Inorganic Carbon，IC)。IC 是 指 CO2、HCO3-、CO32-里的碳。IC 的來源包括溶解的石 灰石和從空氣中吸收的二氧化碳。幾乎所有的樣品水 中都含有有機碳和無機碳，它們統(tǒng)稱為總碳 (Total  Carbon，TC)。 總碳（TC）= 有機碳（TOC）+ 無機碳（IC） 當樣品中也含有無機碳時，分析儀就無法單獨測量有機碳，因此大多數(shù) TOC 分析儀就測量樣品中的 TC 和 IC，然后相減，差值即為 TOC。

        TOC 分析儀也可以先吹除無機碳，然后再測量碳含量， 測量結果不含無機碳。此時測得的總碳即為樣品的 TOC 。 該 測 量 值 也 稱 為 “ 不可吹除 有 機 碳 （ NonPurgeable Organic Carbon,NPOC）”。  

TC = TOC = NPOC

       有些 TOC 分析儀既可以測量 IC，又可以去除 IC，從而 給操作員很大的操作靈活性，可以根據(jù)樣品中的 IC 含 量來選擇操作方法。當樣品中的 IC 小于 TOC 時，分析 儀無需去除 IC 即可測得準確結果。分析儀可以直接測 量 IC，然后用 TC 減去 IC，即得到 TOC。

       但當 IC 較高且 TOC 較低時（例如，IC = 10倍的TOC）， 如果不去除或降低 IC，則 TOC 測量結果就會變得不穩(wěn) 定。在下面的示例中，儀器測量 TC 和 IC 以計算 TOC， TC 和 IC 都很高（IC 是 TC 的組成部分），測量 TC 和IC 的儀器誤差在Z終 TOC 計算值中占有很大比例。如 果在進行分析之前先去除或降低 IC，就能提高儀器的 分析性能。

       例如，樣品中含 100 ppb TOC 和 1900 ppb IC。我們假 設儀器測量 TC 和 IC 的準確度為2％。一種情況是不去 除 IC，另一種情況是將 IC 降到 100 ppb（見表1）。

       在 IC 較高、TOC 較低的情況下，去除或降低 IC 能夠提 高儀器的分析性能。一般來說，在使用 Sievers* TOC 分析儀時，如果 IC 高出 TOC 預期值的10倍以上，我們建議降低或去除 IC。

去除和降低IC的方法

有些 TOC 分析儀用氣體來吹掃樣品，以去除 IC，而剩 下的碳就是需要測量的有機碳。吹掃樣品是去除 IC 的 有效方法，但需要考慮以下幾個問題： 

1.吹掃氣體的純度（以免氣體中的有機物污染樣 品）。 

2.揮發(fā)性有機物的流失。 

3.如果不能 去除 IC，則留下的 IC 可能被報告 為 TOC，從而給分析系統(tǒng)帶來誤差。 

4.吹掃氣體會增加成本、提高維護要求、延長樣品 制備和分析時間。 

5.在 EPA TOC 方法 415.3（“確定水源和飲用水的總 有機碳含量和 254 nm 的特定紫外吸光度”）中， USEPA 規(guī)定 20 分鐘的吹掃時間，氣體流量為 100-200 毫升/分鐘，確保將 IC 含量降到Z低，以 測量 TOC。在實踐中，吹掃時間通常為 3-10 分鐘， 具體時間可以根據(jù)儀器生產廠的建議和樣品的特性而定。

表1. 去除和未去除IC的示例計算顯示了對TOC結果的影響

       Sievers 技術采用無需氣體的 ICR（無機碳去除器）來 降低 IC 含量。該方法已獲得ZL，并獲 USEPA 批準用于合規(guī)監(jiān)測。

ICR的工作原理 

       在去除 IC 時，ICR 首先酸化樣品，以將 IC 全都變成 CO2 的形式。酸化之前，IC 以離子形式和非離子形式存在。離子形式包括碳酸鹽和碳酸氫鹽，非離子形式為  CO2。 離子形式和非離子形式的含量比例取決于 pH 值。酸化 樣品可以將 IC 全都轉化為  CO2，以方便將其吹除。

CO2 → HCO3-→ CO32- 

低 ← pH 值 ← 高

       當分析儀探測到連接無機碳去除器（ICR）時，會自動 進行樣品酸化，所使用的酸劑同正常 TOC 分析時使用的酸劑相同，因而無需添加其他試劑。樣品酸化之后， 會流過 ICR 中能滲透 CO2的脫氣模塊。ICR 還配有真空 泵，用于將脫氣模塊外部抽成真空，以去除樣品中的 無機碳（CO2）。內置的化學捕集器先“凈化”通過脫氣 模塊的空氣，去除空氣中的全部有機物，以免污染樣 品。IC 的去除率可達95-99％。無需去除 IC， 因為 Sievers TOC 分析儀會測量剩余的 IC，然后用 TC 減去 IC 得到 TOC。

       IC 含量被大大降低，從而提高了儀器的分析性能。這 種降低或去除 IC 的方法有以下優(yōu)點。 

1.無需吹掃氣體，因而成本較低，去除 IC 的過程更 簡單。 

2.樣品脫氣同樣品分析直接連在一起，因而無需花 額外時間來降低或去除 IC。 

3.此過程使揮發(fā)性有機碳（VOC，Volatile Organic  Carbon）的流失降低到Z少。進水中流失的 VOC 會降低進水和出水之間的TOC去除率的計算值。 

4.此過程由分析儀自動完成，無需人員手動操作。 

如果無需去除 IC，操作員可以用 ICR 的開啟和關閉設置來繞過 ICR，方便地轉換到正常監(jiān)測模式。

應用建議 

當 IC 含量超過 TOC 的10倍時，應考慮使用 ICR。常見 的應用包括監(jiān)測原始地表水和地下水。有時，降低或 去除 IC 也有利于監(jiān)測成品飲用水。 

對于在線連續(xù)監(jiān)測的應用，應對所有樣品啟用 ICR，并保持 ICR 的運行。ICR 安裝在 Sievers M 系列實驗室型、 便攜式、在線型 TOC 分析儀的機箱內部，環(huán)保效果Z 佳，使用方便，占據(jù)空間小。

分析儀在測量總有機碳（Total Organic Carbon，TOC）時，都必須處理無機碳（Inorganic Carbon，IC）。IC是指CO2、HCO3-、CO32-里的碳。IC的來源包括溶解的石灰石和從空氣中吸收的二氧化碳。幾乎所有的樣品水中都含有有機碳和無機碳，它們統(tǒng)稱為總碳（Total Carbon，TC）。

總碳（TC）=

有機碳（TOC）+ 無機碳（IC）

當樣品中也含有無機碳時，分析儀就無法單獨測量有機碳，因此大多數(shù)TOC分析儀就測量樣品中的TC和IC，然后相減，差值即為TOC。

總碳（TC）- 無機碳（IC）

實測值         實測值

= 有機碳（TOC）

計算值

TOC分析儀也可以先吹除無機碳，然后再測量碳含量，測量結果不含無機碳。此時測得的總碳即為樣品的TOC。該 測 量 值 也 稱 為 “ 不 可 吹 除 有 機 碳（Non-Purgeable Organic Carbon，NPOC）”。

TC = TOC = NPOC

有些TOC分析儀既可以測量IC，又可以去除IC，從而給操作員很大的靈活性，可以根據(jù)樣品中的IC含量來選擇操作方法。當樣品中的IC小于TOC時，分析儀無需去除IC即可測得準確結果。分析儀可以直接測量IC，然后用TC減去IC，即得到TOC。

但當IC較高且TOC較低時（例如，IC=10倍TOC），如果不去除或降低IC，則TOC測量結果就會變得不穩(wěn)定。在下面的示例中，儀器測量TC和IC以計算TOC，TC和IC都很高（IC是TC的組成部分），測量TC和IC的儀器誤差在最 終TOC計算值中占有很大比例。如果在進行分析前，先去除或降低IC，就能提高儀器的分析性能。

例如，樣品中含100 ppb TOC和1900 ppb IC。我們假設儀器測量TC和IC的準確度為2%。一種情況是不去除IC，另一種情況是將IC降到100 ppb（見表1）。

在IC較高、TOC較低的情況下，去除或降低IC能夠提高儀器的分析性能。一般來說，在使用Sievers? TOC分析儀時，如果IC高出TOC預期值的10倍以上，我們建議降低或去除IC。

去除和降低IC的方法

有些TOC分析儀用氣體來吹掃樣品，以去除IC，而剩下的碳就是需要測量的有機碳。吹掃樣品是去除IC的有效方法，但需要考慮以下幾個問題：

吹掃氣體的純度（以免氣體中的有機物污染樣品）。

揮發(fā)性有機物的流失。

如果不能100%去除IC，則留下的IC可能被報告為TOC，從而給分析系統(tǒng)帶來誤差。

吹掃氣體會增加成本、提高維護要求、延長樣品制備和分析時間。

在EPA TOC方法415.3（“確定水源和飲用水的總有機碳含量和254 nm的特定紫外吸光度”）中，USEPA規(guī)定20分鐘的吹掃時間，氣體流量為100-200毫升/分鐘，確保將IC含量降到最 低，以測量TOC。在實踐中，吹掃時間通常為3-10分鐘，具體時間可以根據(jù)儀器生產廠的建議和樣品的特性而定。

表1. 去除和未去除IC的示例計算

顯示了對TOC結果的影響

Sievers技術采用無需氣體的ICR（無機碳去除器）來降低IC含量。該方法已獲得專 利，并獲USEPA批準用于合規(guī)監(jiān)測。

ICR的工作原理

在去除IC時，ICR首先酸化樣品，以將IC全都變成CO2的形式。酸化之前，IC以離子形式和非離子形式存在。離子形式包括碳酸鹽和碳酸氫鹽，非離子形式為CO2。離子形式和非離子形式的含量比例取決于pH值。酸化樣品可以將IC全都轉化為CO2，以方便將其吹除。

CO2 → HCO3- → CO32-

低 ← pH 值 ← 高

當分析儀探測到連接無機碳去除器（ICR）時，會自動進行樣品酸化，所使用的酸劑同正常TOC分析時使用的酸劑相同，因而無需添加其他試劑。樣品酸化之后，會流過ICR中能滲透CO2的脫氣模塊。ICR還配有真空泵，用于將脫氣模塊外部抽成真空，以去除樣品中的無機碳（CO2）。內置的化學捕集器先“凈化”通過脫氣模塊的空氣，去除空氣中的全部有機物，以免污染樣品。IC的去除率可達95-99%。無需百 分之百去除IC，因為Sievers TOC分析儀會測量剩余的IC，然后用TC減去IC得到TOC。

IC含量被大大降低，從而提高了儀器的分析性能。這種降低或去除IC的方法有以下優(yōu)點。

無需吹掃氣體，因而成本較低，去除IC的過程更簡單。

樣品脫氣同樣品分析直接連在一起，因而無需花額外時間來降低或去除IC。

此 過 程 使 揮 發(fā) 性 有 機 碳（VOC ， VolatileOrganic Carbon）的流失降低到最 少。進水中流失的VOC會降低進水和出水之間的TOC去除率的計算值。 

此過程由分析儀自動完成，無需人員手動操作。

如果無需去除IC，操作員可以用ICR的開啟和關閉設置來繞過ICR，方便地轉換到正常監(jiān)測模式。

應用建議

當IC含量超過TOC的10倍時，應考慮使用ICR。常見的應用包括監(jiān)測原始地表水和地下水。有時，降低或去除IC也有利于監(jiān)測成品飲用水。

對于在線連續(xù)監(jiān)測的應用，應對所有樣品啟用ICR，并保持ICR的運行。ICR安裝在Sievers M系列實驗室型、便攜式、在線型TOC分析儀的機箱內部，環(huán)保效果最 佳，使用方便，占據(jù)空間小。

有獎直播課 | 無機碳如何影響有機碳檢測？

----Sievers無機碳去除器的原理、結構和維護

小碳

小碳又和大家見面啦！我們的#小碳微課堂#第六期將于9月25日開課。

本期直播課，我們還將從報名觀眾中隨機抽取10名幸運兒，送出一份小禮品，快來報名吧！

（報名時，請準確填寫您的郵寄地址。獲獎名單將于10月初在微信公眾號中公布，敬請留意。）

Sievers? ICR（無機碳去除器）的原理、結構及維護

時間：2020年9月25日周五，14:00

形式：網(wǎng)絡直播課，注冊報名后可隨時回看

費用：免費

分析儀在測量總有機碳 (Total Organic Carbon，TOC）時，都必須處理無機碳（Inorganic Carbon，IC）。IC是指CO2、HCO3-、CO32-里的碳。IC的來源包括溶解的石灰石和從空氣中吸收的二氧化碳。幾乎所有樣品水中都含有有機碳和無機碳，它們統(tǒng)稱為總碳（Total Carbon，TC）。

有機碳 (TOC) = 總碳 (TC) - 無機碳 (IC)

當水樣中的IC小于TOC時，分析儀可以直接測量IC，然后用TC減去IC，即得到TOC。但當IC較高且TOC較低時（例如，IC=10倍的TOC），如果不去除或降低IC，TOC的測量結果就會變得不穩(wěn)定。此時就需要去除或降低IC以提高儀器的分析性能。

Sievers分析儀采用無需氣體的ICR（無機碳去除器）來降低IC含量。該方法已獲得ZL，并獲USEPA批準用于合規(guī)監(jiān)測。常見應用包括監(jiān)測原始地表水和地下水。有時，降低或去除IC也有利于監(jiān)測成品飲用水。對于在線連續(xù)監(jiān)測的應用，應對所有樣品啟用ICR，并保持ICR的運行。ICR安裝在Sievers M系列實驗室、便攜式、在線型TOC分析儀的機箱內部，環(huán)保效果ZJ，使用方便，占據(jù)空間小。

此次直播課程中，我們將與您分享ICR相關的以下議題，歡迎收看：

? 為何要使用ICR？

? Sievers? ICR的工作原理

? Sievers? ICR的使用方法

? Sievers? ICR的維護與驗證

? Sievers? ICR的常見報警與處理

講師介紹

婁海彥

售后服務經理

Sievers分析儀

婁海彥經理是蘇伊士水務技術與方案-Sievers分析儀的售后服務經理。具有多年儀器行業(yè)從業(yè)經歷，熟悉TOC分析儀的軟硬件、日常操作、維護及故障排除。

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