總有機碳分析常見問題
總有機碳分析常見問題
關鍵字 #TOC #總有機碳 #超純水系統
什麼是TOC?
TOC是Total Organic Carbon的縮寫，也就是「總有機碳」，指的是水中有機物的碳含量，可用來判斷純水系統的汙染程度。傳統的水污染程度會以生化需氧量(BOD)和化學需氧量(COD)作為指標，但BOD及COD檢測的精準度較差，且分析方法所用的藥劑具高強度汙染，而TOC常見是以高溫或UV氧化方式將有機物氧化成二氧化碳，藉此得知有機碳含量，精準度較BOD及COD高又具低汙染等優勢。
為什麼需要測量TOC?
一般原水有機物濃度大約在1000~20000ppb，但在一些科學產業例如半導體、製藥業、化學分析等都需要超高純度的超純水，水中有機物濃度要求僅數十ppb以內，故在超純水系統中須監控TOC濃度。
總有機碳TOC分析原理(方法)有哪些?
TOC常見的測試方法中的氧化方式有燃燒氧化法和UV-過硫酸鹽氧化法：
▸燃燒氧化法
燃燒氧化法是在約600~980℃的高溫下，將少量(約0.1ml)待測水樣中的有機物瞬間氧化成二氧化碳。此方法是最有效率的氧化方式，但由於進樣數量較少，難以保證測量精度，且水中懸浮物容易造成進樣管阻塞，故此法較適合實驗室分析使用，如需用於在線監控，水樣前處理裝置較複雜且保養也較不便。
▸UV-過硫酸鹽氧化法
此方法是在待測水樣中加入過硫酸鉀(K2S2O8)混和均勻後使用UV照射將有機物氧化，其氧化效率會受水中汙染物的型態影響，例如水中顆粒物較大會有不易氧化完全的問題。此氧化法的TOC測定儀因價格較低，故較能夠讓使用者接受使用。
產生的二氧化碳的檢測法則有非分散紅外吸收法(NDIR)和電導法：
▸非分散紅外吸收法(NDIR) NDIR又分為兩種方式測定TOC：
①差減法：
水樣會分別注入高溫(~900℃)燃燒管及低溫的反應管，經過高溫燃燒管的有機物及無機碳酸鹽皆會氧化成二氧化碳，而經過低溫反應管的無機碳酸鹽會酸化成二氧化碳，兩邊所產生的二氧化碳經過NDIR檢測會分別得到總碳(TC)和無機碳(IC)，TC和IC的差值及是總有機碳(TOC)。
②直接法：
先將水樣中的無機碳酸鹽轉化成二氧化碳後吹出，剩餘水樣經過高溫燃燒管氧化，即可得到TOC。
▸電導法
有機物轉化成二氧化碳後溶解在水中會形成碳酸跟離子，藉此量測有機物轉化前後的電導率差值，即可得到TOC。
哪些產業會需要用到TOC監測?
電力和蒸氣發電、製藥業和半導體業等需要用到超純水系統的產業皆需要。
超純水能不能用電導率監控即可?
電導率僅能監控水中離子性等帶電的物質，而有機物很多是非離子性的，故單用電導率可能無法檢測出有機汙染物。
如果純水中的有機物濃度偏高時，會有什麼樣的影響呢？
在精密的半導體產業，純水中含有有機物會影響製程的良率。
而在製藥業，則會造成藥物的汙染。
化學分析實驗如使用到TOC過高的超純水，會造成偵測誤差。
什麼是TOC?
TOC是Total Organic Carbon的縮寫，也就是「總有機碳」，指的是水中有機物的碳含量，可用來判斷純水系統的汙染程度。傳統的水污染程度會以生化需氧量(BOD)和化學需氧量(COD)作為指標，但BOD及COD檢測的精準度較差，且分析方法所用的藥劑具高強度汙染，而TOC常見是以高溫或UV氧化方式將有機物氧化成二氧化碳，藉此得知有機碳含量，精準度較BOD及COD高又具低汙染等優勢。
為什麼需要測量TOC?
一般原水有機物濃度大約在1000~20000ppb，但在一些科學產業例如半導體、製藥業、化學分析等都需要超高純度的超純水，水中有機物濃度要求僅數十ppb以內，故在超純水系統中須監控TOC濃度。
總有機碳TOC分析原理(方法)有哪些?
TOC常見的測試方法中的氧化方式有燃燒氧化法和UV-過硫酸鹽氧化法：
▸燃燒氧化法
燃燒氧化法是在約600~980℃的高溫下，將少量(約0.1ml)待測水樣中的有機物瞬間氧化成二氧化碳。此方法是最有效率的氧化方式，但由於進樣數量較少，難以保證測量精度，且水中懸浮物容易造成進樣管阻塞，故此法較適合實驗室分析使用，如需用於在線監控，水樣前處理裝置較複雜且保養也較不便。
▸UV-過硫酸鹽氧化法
此方法是在待測水樣中加入過硫酸鉀(K2S2O8)混和均勻後使用UV照射將有機物氧化，其氧化效率會受水中汙染物的型態影響，例如水中顆粒物較大會有不易氧化完全的問題。此氧化法的TOC測定儀因價格較低，故較能夠讓使用者接受使用。
產生的二氧化碳的檢測法則有非分散紅外吸收法(NDIR)和電導法：
▸非分散紅外吸收法(NDIR) NDIR又分為兩種方式測定TOC：
①差減法：
水樣會分別注入高溫(~900℃)燃燒管及低溫的反應管，經過高溫燃燒管的有機物及無機碳酸鹽皆會氧化成二氧化碳，而經過低溫反應管的無機碳酸鹽會酸化成二氧化碳，兩邊所產生的二氧化碳經過NDIR檢測會分別得到總碳(TC)和無機碳(IC)，TC和IC的差值及是總有機碳(TOC)。
②直接法：
先將水樣中的無機碳酸鹽轉化成二氧化碳後吹出，剩餘水樣經過高溫燃燒管氧化，即可得到TOC。
▸電導法
有機物轉化成二氧化碳後溶解在水中會形成碳酸跟離子，藉此量測有機物轉化前後的電導率差值，即可得到TOC。
哪些產業會需要用到TOC監測?
電力和蒸氣發電、製藥業和半導體業等需要用到超純水系統的產業皆需要。
超純水能不能用電導率監控即可?
電導率僅能監控水中離子性等帶電的物質，而有機物很多是非離子性的，故單用電導率可能無法檢測出有機汙染物。
如果純水中的有機物濃度偏高時，會有什麼樣的影響呢？
在精密的半導體產業，純水中含有有機物會影響製程的良率。
而在製藥業，則會造成藥物的汙染。
化學分析實驗如使用到TOC過高的超純水，會造成偵測誤差。