مرجع تخصصی آب و فاضلاب

آزمایش کل مواد آلی (TOC) و مواد آلی محلول (DOC) در آب و فاضلاب

۱. اهمیت پارامترها

• TOC (Total Organic Carbon): معرف کل کربن آلی موجود در نمونه (محلول و سوسپانسیون)

• DOC (Dissolved Organic Carbon): جزء محلول TOC پس از صاف‌سازی (معمولاً فیلتراسیون 0.45 µm)

۲. روش‌های انجام آزمون

• اکسیداسیون حرارتی-کاتالیتیکی (High‑Temperature Catalytic Oxidation):

  • نمونه به محفظه کوره (حدود 680–1 200 °C) تزریق می‌شود و کربن آلی توسط کاتالیزگر پلاتینیوم اکسیده به CO₂ تبدیل می‌شود.

  • CO₂ حاصل توسط اندکسیمتر NDIR (Non‑Dispersive Infrared) سنجیده می‌شود.

• اکسیداسیون شیمیایی با پرکلات (UV‑Persulfate Oxidation):

  • نمونه در مجاورت اشعه UV (185/254 nm) و اسید–پرسولفات (K₂S₂O₈ یا Na₂S₂O₈) اکسیده می‌شود.

  • CO₂ تولیدشده به‌وسیله NDIR یا TITRimetric اندازه‌گیری می‌شود.

• روش‌های مرجع آنلاین:

  • اندازه‌گیری مداوم با آنالایزرهای TOC Online در خطوط انتقال یا خروجی تصفیه

۳. دستگاه‌ها و تجهیزات

• آنالایزر TOC حرارتی–کاتالیتیکی (مانند Shimadzu TOC‑L, Analytik Jena multi N/C)

• آنالایزر TOC UV‑Persulfate (مانند Hach, Sievers)

• سیستم فیلتراسیون (سرنگ‌فیلتر 0.45 µm) برای جداسازی DOC

• منبع استاندارد CO₂ برای کالیبراسیون (نامحلول‌های استاندارد کربن آلی)

• دستگاه NDIR یا Titrator (برای روش پرکلات)

• پی‌اچ‌متر و اسید/باز استاندارد (برای حذف کربن غیرآلی)

۴. استانداردها و روش‌های مرجع

• Standard Methods 5310 C: High‑Temperature Combustion TOC

• Standard Methods 5310 B: UV Persulfate Oxidation TOC

• ISO 5663 / ISO 8245: Determination of TOC in water

• EPA Method 415.1 / 9060: TOC by persulfate oxidation

• ASTM D 5175: Carbon analyzer method for DOC

۵. نکات اجرایی و مراقبتی

• حذف کربن غیرآلی (IC): قبل از اندازه‌گیری، نمونه را با اسید (HCl) تا pH~2 و هوادهی یا گاز نیتروژن purge کنید.

• فیلتراسیون برای DOC: نمونه را ظرف 24 h پس از برداشت با فیلتر 0.45 µm صاف کنید و فرایند TOC را بر فاز عبوری انجام دهید.

• کالیبراسیون:

  • حداقل روزانه با محلول‌های استاندارد کربن حل‌شده (0, 5, 10, 20 mg C/L)

  • بررسی خطی بودن منحنی پاسخ

• نگهداری نمونه:

  • در دمای 4 °C (یخچال) و حداکثر تا 48 h؛ از تابش مستقیم نور و آلودگی جلوگیری شود

• حجم نمونه: معمولاً 10–100 µL تزریق مستقیم (دستگاه حرارتی) یا 50–100 mL برای روش پرکلات

• کنترل کیفیت:

  • اجرای بلاک (آب مقطر) به‌عنوان blank

  • نمونه‌ مرجع (spike recovery) برای ارزیابی صحت

  • نمونه‌های موازی (duplicate) برای دقت

• تأثیر ماتریس:

  • محلول‌های خیلی شور یا حاوی مواد معلق فراوان ممکن است نیازمند رقت یا پیش‌تصفیه ویژه باشند

  • برای فاضلاب‌های صنعتی با بار آلی سنگین، ممکن است اکسیداسیون کامل نیاز به زمان یا دوز بالاتر پرکلات داشته باشد

خلاصه:
اندازه‌گیری TOC/DOC را می‌توان با اکسیداسیون حرارتی–کاتالیتیکی یا UV‑Persulfate مطابق Standard Methods 5310 و ISO 8245 انجام داد. کلیدی‌ترین نکات «حذف کربن غیرآلی، فیلتراسیون برای DOC، کالیبراسیون منظم، نگهداری صحیح نمونه و کنترل کیفیت (blank, spike, duplicate)» هستند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب