实验（三） 水样和土样中总有机碳(TOC)的测定
——非色散红外吸收法
总有机碳(TOC)，是以碳的含量表示水体/土中有机物质总量的综合指标。由于TOC的测定采用催化燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比BOD5或COD更能直接表示有机物的总量，因此常常被用来评价水体/土中有机物污染的程度。
一、目的和要求：
1) 掌握总有机碳的测定原理;
2) 掌握Multi N/C 2100总有机碳分析仪的使用力法；
3) 掌握用微量注射器进水样的操作技术;
4）掌握用样品舟进固体样的操作技术。
二、原理：
燃烧氧化—非分散红外吸收法（NDIR）
1）差减法测定水样TOC的方法原理：水样分别被注入高温燃烧管(850℃)和低温反应管中，经高温燃烧管的水样受高温催化氧化，使有机化合物和无机碳酸盐均转化成为二氧化碳；经低温反应管的水样受酸化而使无机碳酸盐分解成二氧化碳。两者所生成的二氧化碳依次导入非色散红外检测器，从而分别测得水中的总碳(TC)和无机碳(IC)。总碳与无机碳之差值，即为总有机碳(TOC)。
2）直接法测定土样TOC：先将土样充分酸化，使无机碳酸盐分解生成二氧化碳驱除后，用样品舟送入高温燃烧炉中，直接测定总有机碳。
三、仪器：
(1) Multi N/C 2100总有机碳分析仪(配置HT1300固体燃烧模块)；
(2)微量注射器(500µL和5mL各一)；
(3)高纯氧钢瓶。
(4)固体样品舟
四、试剂：
若无特别说明，以下溶液均用超纯水配制。
(1)邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4，分析纯)
(2)无水碳酸钠（Na2CO3，分析纯）
(3)磷酸（分析纯）
(4)固体 CaCO3 (分析纯，含碳12%---120mg/g)
(5)有机碳标准贮备溶液：称取在105℃干燥2h后的邻苯二甲酸氢钾（M=204）0.5313g，用水溶解，转移到250mL容量瓶中，用水稀释至标线。其有机碳的浓度为1000mg/L。在低温(4℃)冷藏条件下可保存约48d。
(6)无机碳标准贮备溶液：称取经350-400℃干燥2h后的无水碳酸钠（M=204）2.2090g溶解于水中，转移到250mL容量瓶中，用水稀释至标线。其无机碳浓度为1000mg/L。
（7）混合标准液：准确吸取10.00mL有机碳标准贮备溶液和10.00mL无机碳标准贮备溶液，置于100mL容量瓶中，用水稀释至标线。其有机碳和无机碳浓度均为100mg／L，总碳浓度为200mg/L。用时配制。
五、实验步骤：
1）水样的采集与保存
水样采集后，须贮存于棕色玻璃瓶中，常温下可保存24h。如不能及时分析，水样可加硫酸调至pH为2，并在4℃冷藏，则可以保存7d。
2）土样的酸化预处理
称取并记录2-3份10-50mg土样置于2-3个固体样品舟中，逐滴加入10%的硝酸到样品舟中，直到不冒气泡为止，再加两滴。把盛有样品的样品舟放到恒温干燥箱105℃烘2h，赶酸。
3）标准曲线的绘制
水样：在8个25mL具塞比色管中，分别加入0.00、0.50、1.00、2.50、5.00、10.00、20.00、25.00mL混合标准溶液，用蒸馏水稀释至标线，混匀，配制成0.0、2.0、4.0、10.0、20.0、40.0、80.00、100.0mg/L的有机碳和无机碳标准系列溶液，其TC浓度翻倍。 用总有机碳分析仪分别测定标准系列的TIC和TC，绘制标准曲线，存储于总有机碳分析仪中。
土样：准确称取并记录一系列一定质量（10-50mg）的CaCO3粉末（不少于4个样）进样测定，绘制标准曲线。4）水样的测定
差减测定法：用500.0μl微量注射器分别准确吸取300μ1混匀水样，分别注入反应管进口和高温燃烧管进口，进行测定。重复进行2—3次，使相对偏差在10％以内，求其均值。
5）土样的测定
预酸化完成后，用专门的铁钩将固体样品舟送入高温燃烧炉，进行测定。重复进行2—3次，使相对偏差在10％以内，求其均值。
六、数据处理：
水样TOC =TC-IC (mg/L，仪器直接给出)；
土样（g/Kg）
七、思考题：
1）用差减法测定总有机碳时有时会出现负值的原因是什么？
2）若用直接法测定水样的总有机碳，该如何进行前处理？
3) 差减法测定水样TOC时，为什么要先测TIC，后测TC？
