测定超纯水机中的总有机碳TOC

1、水中污染物的种类
水中的污染物通常以含碳量来表示，但在不同的应用场合，依据不同的分析测量方法，对含碳量有以下不同的定义：
总碳量（Total Carbon-TC）：物质或是溶液中的元素碳总量；
总无机碳（Total Inorganic Carbon-TIC）：水溶液中的重碳酸盐，碳酸盐，溶解态的二氧化碳中碳总量 ；
总有机碳（Total Organic Carbon-TOC）：有机分子中以共价键结合的碳总量 ；
颗粒性有机碳（Particulate Organic Carbon-POC）：可经由0.45μm滤膜截留的总有机碳（TOC） ；
溶解性有机碳（Dissolved Organic Carbon-DOC）：可通过0.45μm滤膜的总有机碳（TOC） ；
挥发性有机碳（Volatile Organic Carbon-VOC）：在特定条件下，利用通气方式以蒸汽转移或是取代方法，由水溶液中可除去的总有机碳（TOC） ；
在超纯水中，TOC测量所检测到的主要是DOC，以及一部分VOC。虽然VOC的检测与采样的条件（如：温度，压力）及有机物的挥发性（蒸汽压）有关，而使结果受到影响。并且TOC测量中并不包括TIC，高浓度的离子（电导率）也会干扰某些测试方法。但就整体而言，TOC的测量仍是一种有效的方法，不仅测量简便，而且可代表水中的有机物种类。

2、水中有机物的影响
由于现今分析仪器以及实验方法的灵敏度不断提高，超纯水中的有机污染物成了实验室最关心的问题。水中有机污染物过高会引起以下问题：

检测灵敏度降低，检测限上升（poor detection limit）
重现性差（poor reproducibility）
空白基线值抬高（elevated blank background）
污染介质活性表面（coating of reactive surfaces）
产品化学性干扰
产生扩散性或是非扩散性效应
在纯化介质或分离介质中产生污染性淤积（fouling of separation of purification media）
促使微生物孽长
产生毒性
适当的组合水质纯化技术（例如活性炭吸附，紫外线（UV）氧化以及离子交换等），能有效的降低水中的有机物。不论是对于实验室分析或是生产性制备，选择一套能够生产符合TOC要求的纯水系统是非常重要的。
同样，能够精确监控水中有机物纯度也是极为重要。产水的离子强度通常是直接利用内置的在线检测器进行测定，并连续的显示其电阻率（MΩ·cm）或电导率（μs/cm）。然而，由于许多有机物在水中是不电离或是仅有部分电离，因此电阻率值无法精确代表有机物的含量。但是，许多离线的有机分析方法由于检测灵敏度低，耗时长，而且样品易受污染。因此，采用在线有机物检测，可以准确、快速、高灵敏度的测出水中的溶解有机物。在实验用的超纯水中系统中加装在线TOC监测器，是监控、保证超纯水中有机物含量的理想方法。

在线TOC值测定的应用与优点

直接在纯水系统中进行在线TOC值测定，可以对实验分析提供独特的保证及品质控制。一般来说，比起离子污染物，有机污染物更不容易被纯化介质（purification media）“吸附”（图3），而更容易漏过（break-through）。因此仅凭电阻率值（电导率）无法了解水中的有机物含量是否增加、是否产生变动或是过高。

TOC值的测定可及早预警有机物的污染，从而避免使用有机物含量过高的纯水。其他的优点还包括：
符合规范标准（USP, BP, GLP）
试剂及液体产品的品质控制
找出最适当的分析方法（测定的极限，保留时间，纯化柱的使用期限）
解决分析方法上的问题

在线TOC测定提供超纯水系统必要的监控及保养方式。利用TOC测量技术，可以使实验室在进行对于有机物具有高敏感性的分析时，能有更好的控制方法。

原创作者：成都唐氏康宁科技发展有限公司