TOCとは？

全有機炭素は試料中の有機汚染物質の量を測定する。TOC分析は世界的に継続的に行われており、人類の安全と繁栄にとって極めて重要である。有機汚染はイオン交換能力を低下させ、不良生物の成長を誘発し、処理された水を安全に使用できなくし、水処理は有害な副産物を発生するため、TOC分析は市政がその過程の有効性を確定するのに役立つ。

TOCの測定方法

簡単に言えば、TOC分析装置の仕事は有機化合物をCOに酸化することである2を測定し、発生したCO2量を測る。いずれの酸化技術においても、TOCは試料の全炭素（TC）中の様々な成分を測定または除去することによって決定しなければならない。これらの成分は次のように定義されています。

総有機炭素（TOC） -有機分子中の共有結合されたすべての炭素原子

無機炭素（IC）-炭酸塩、重炭酸塩、溶解CO2

溶解有機炭素（DOC）−0.45μm開口フィルタを通過するTOC成分

懸濁有機炭素（粒子有機炭素とも呼ばれる）−0.45μmフィルタにより遮断されたTOC成分

吹き出し可能な有機炭素（POC、揮発性有機炭素と呼ばれることがある）−特定の条件下で、水溶液からガス抽出により除去されたTOC成分

ふきだし不可有機炭素（NPOC）−ガス抜きされたTOC成分。ほとんどの場合、無機炭素は「測定」されるのではなく吹き飛ばされ、この場合、NPOCのみが測定され、POCは無視できると仮定しています。

この図は、TCの成分がどのように分割されているかを視覚的に示している：

その他の重要な用語

試薬ブランク-試料または標準品を導入せずに、試薬を含む分析結果による検出器応答。この反応は、試薬、ガス、分解容器、および／またはパイプ内の炭素汚染に起因する。

標準-既知の炭素量のサンプルを追加

水ブランク又は機器方法ブランク−水中の炭素含有量に対する分析器の応答。キャリブレーション中、水をゼロ濃度基準として使用することにより測定した。

TOCの測定

総有機炭素は有機分子中のすべての炭素原子からなる。具体的には、これは無機炭素を除去した後、有機化合物中の酸化により二酸化炭素に変換されたすべての炭素の測定である。TOCを測定する2つの最も一般的な技術は、減算によるTOC測定と吹除によるTOC測定である。

減算測定TOCでは、ICを測定し、測定したTCからICを減算する：

減算によるTOC測定の利点は、POCの損失が最小であることである。しかし、この技術にはいくつかの欠点がある。吹除測定TOCと比較して、減算測定TOCの処理量は比較的に悪く、この方法の1つのTOC結果は2回の分析を必要とするためである。この技術は、IC含有量が所望のTOC結果の50%を超える高含有量ICのサンプルには適用されない。

吹き出し測定TOCでは、任意の測定を行う前に、サンプルからICを吹き出す。この技術では、POCが無視できる場合、TOCはNPOCに等しい。このため、吹除測定TOCはNPOC技術と呼ばれることがある。

吹除によるTOCの測定は減算によるTOCの測定よりも速く、1回の分析だけでTOCを特定できるからだ。大量のICを含むサンプルでは、最も精度が高く、ICによる干渉を減算しないため、全体的な精度が高く、POCを測定しないことが欠点です。

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主なステップ

TOC分析は4つの主要なステップに分けることができる：サンプルの導入、酸化、検査と表示。その中には各ステップにいくつかの選択肢があります。これは最終的に使用されるTOCアナライザに依存する。

サンプル導入

1つの簡単なストローシステムをサンプルごとに導入することができます。あるいは、ユーザーが複数のサンプルを1つのシーケンスにロードして分析できるようにするために、セットされた自動サンプラを使用することができます。TOCアナライザがオンラインTOCアナライザである場合、それは直接ポンプシステムに接続され、設定された時間間隔で自動的にサンプルを収集して分析する。

酸化

湿式化学的過硫酸塩酸化及び高温触媒酸化（燃焼）を含むTOCの測定には、いくつかの承認された標準方法が用いられる。湿式化学TOC分析には、触媒及び加熱又はUVランプによる有機炭素のCO 2への酸化が含まれる。湿式化学酸化の2つのステップは、過硫酸塩と過硫酸塩−UVを加熱することである。TOC分析の燃焼法は、サンプルを酸化触媒を備えた加熱反応室に注入することを含む。SM 5310 Bは燃焼TOCを含み、SM 5310 Cは過硫酸塩及び過硫酸塩−UVを加熱する方法を含む。

検出

TOC分析では、検出は通常、固体非分散赤外線検出器（NDIR）によってサンプル中の有機物含有量を測定する。NDIRの動作原理は、CO 2試料ガスを含む試料室を赤外線ビームで通過させることである。次に、サンプルが特定の波長範囲で吸収する赤外線量を測定します。例えば、CO 2吸収の赤外波長範囲は4.26μmである。

表示

最後に、検出ステップで得られたデータを視覚化する方法を示します。この一歩は21世紀の技術革命の恩恵を大きく受けた。多くのTOCアナライザは、内部コンピュータとタッチスクリーンインタフェースを備えているか、外部PC上のソフトウェアによって制御されています。