德國elementar / 2024年12月份電子報 - 燃燒溫度對地表和廢水樣品中 TOC 分析的影響

在不同樣品類型的 TOC 分析中實現高回收率和穩定性的挑戰

總有機碳 (TOC) 是衡量不同基質（如水）被有機化合物污染的指標。觸媒高溫燃燒通常是水和廢水處理的首選方法。經由將樣品注入高溫（> 680 °C）觸媒中來執行氧化。樣品中的所有有機化合物均轉化為CO₂，並以紅外線檢測偵測器進行分析。自 20 世紀 70 ,80 年代以來，水 TOC 分析就已經有了完善的國際標準，包括 DIN EN 1484/ISO 8245、SM 5310 (B)、ISO 20236 和 ASTM D7573。在許多標準中，要麼沒有給出有關推薦燃燒溫度的訊息，要麼獨立於分析的樣品類型而推薦 ≥ 680 °C。

廢水和水分析的挑戰包括含鹽溶液、含顆粒溶液和固體，可能需要一定的燃燒溫度才能確保完全分解。

分析原理

熱是氧化反應發生所必需的能量觸媒：

高燃燒溫度會帶來更好的二氧化碳氧化條件和更快的燃燒，從而產生更尖銳的峰值（如果使用合適的催化劑）。如果樣品製備和樣品引入適當，選擇使用比建議溫度更高的燃燒溫度將提高回收率和精度。

圖 1. 在 750 °C 和 850 °C 下，使用 1 ml進樣體積，濃度為 100 mg/L 和 1 g/L，對 enviro TOC 進行藻類 NPOC 分析的 %C 回收率

圖 2. 在750 °C 和850 °C 下使用 0.2 ml 進樣體積對 enviro TOC 進行廢水 NPOC 分析的 ppm C

分析

NPOC（non-purgeable organic carbon）分析是在 enviro TOC 上進行的，這是 Elementar 用於分析廢水和環境樣品中 TOC 的解決方案。對藻類樣品和真實廢水樣品進行了分析，以確定燃燒溫度對回收率和精度的影響。在 soli TOC® 上也對固體樣品進行了分析，這是 Elementar 用於分析固體樣品中碳的多功能解決方案，使用程序升溫來提供樣品完全回收的參考值。

藻類分析結果

藻類分析結果表明，使用 850 °C 的溫度而不是 750 °C 的較低溫度可以使 TOC 分析獲得非常好的回收率，特別是在高濃度下（圖 1）。這表明在 680 至 750 °C 之間的通常分析溫度下，並非所有 TOC 都能被回收。與750 °C 相比，850 °C 時的標準差也有所改善。

廢水分析結果

廢水樣本中不存在預期的難燃化合物，因此在 0.2 ml 注射體積下，兩個溫度下的碳濃度相當，標準差也相似（圖 2）。然而，分析時間卻有了顯著改善，從 2 分 30 秒縮短到 2 分 8 秒，每次分析節省了 22 秒的時間，一式三份的樣品最多節省一分鐘（圖 3）。分析時間較短可能是由於在注水過程中觸媒被冷卻，然後在更高的溫度下更快地再次加熱。節省的時間使得一個工作天內能夠運作的樣品數量大幅增加。

圖 3. a) 750 °C 和 b) 850 °C 下廢水樣品中 NPOC 的分析時間

使用可靈活調節燃燒溫度的 enviro TOC 進行 TOC 分析

enviro TOC 專為環境複雜基質樣品中的 TOC、NPOC、TC、DOC、POC 或 TNb 分析而定制，並在一個系統內提供固體和液體樣品的全自動 TOC分析。enviro TOC 將創新技術與強大、可靠的系統結合，包括：

• 高溫爐功能強大，燃燒溫度可靈活調節，使用戶能夠選擇最佳的燃燒溫度。 其樣品類型的燃燒溫度。例如：該爐能夠達到 1200 °C，保證完全氧化並回收穩定的化合物，以及固體模式下的固體分析。對於高鹽樣品的分析，680 °C 至 750 °C 之間的較低溫度是燃燒的理想選擇，因為較低的燃燒溫度會導致鹽結晶略有減少，從而減少維護和運行成本。因此，enviro TOC 在所有樣品類型中實現了性能和維護之間的完美平衡。

• 獨特的 SALTTRAP 位於燃燒管內，可在分析含鹽樣本時延長爐壽命

• 以ECD 或 CLD 的TNb測定

• 適用於 40 ml EPA 樣品瓶的高通量 60 位自動進樣器確保樣品處理方便，並提供無人看守的 24/7 日常操作。

結論

enviroTOC可提高穩定化合物的碳回收率和穩定性，並縮短較高溫度下的分析時間

雖然大多數樣品的 NPOC 分析可在 680 – 750 °C 的溫度下進行，但較高的溫度可以提高特殊樣品和 TC 分析的回收率和穩定性。 此外，在較高溫度下分析樣品時，分析時間通常會顯著加快，從而提高樣品通量。因此，enviro TOC 為各種樣品基質提供了理想的解決方案，可靈活調節工作溫度高達 1200 °C。

資料來源:elementar官網