實驗室純水制備小常識
處理原水中的雜質(zhì)，可通過反滲透、微濾、離子交換、吸附及光等方法。大部分的雜質(zhì)可用一種或多種處理方法去除，但總有機(jī)碳和這些雜質(zhì)有什么關(guān)系呢？
總有機(jī)碳
總有機(jī)碳分為顆粒有機(jī)碳（POC），溶解有機(jī)碳（DOC）和揮發(fā)性有機(jī)碳（VOC）。在線監(jiān)測的總有機(jī)碳（TOC）不區(qū)分POC/DOC/VOC。盡管總有機(jī)碳不提供準(zhǔn)確的有機(jī)物組合，但總有機(jī)碳參數(shù)是最接近的有機(jī)物指標(biāo)，因此總有機(jī)碳參數(shù)可保證水中的總有機(jī)碳在實驗要求的范圍以下。一旦水中TOC含量已經(jīng)達(dá)到域值，在線監(jiān)測便能及時提示用戶。
最理想的監(jiān)測是可提供快捷、高靈敏度、低成本的在線監(jiān)測，如何才能達(dá)到以上的要求，我們先看看不同種有機(jī)碳監(jiān)控方式。
不同種類的總有機(jī)碳監(jiān)測
大型工業(yè)系統(tǒng)中的總有機(jī)碳監(jiān)測系統(tǒng)是精密而昂貴的，而且體積較大，不適合用于實驗室純水系統(tǒng)。
在1994 年英國ELGA公司首先推出第一臺擁有總有機(jī)碳在線監(jiān)測的實驗室純水系統(tǒng)后，其它純水系統(tǒng)制造公司亦相繼推出不同設(shè)計的系統(tǒng)。
所有的在線監(jiān)測都采用同一個基本原理：純水經(jīng)過 185 nm
波長的光燈會制造氧化有機(jī)物，此氧化過程將有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，而二氧化碳會令水的電導(dǎo)率提升，總有機(jī)碳的參數(shù)就可從電導(dǎo)率的轉(zhuǎn)變進(jìn)行測量。
與ELGA 的超純水系統(tǒng)PURELAB Ultra
內(nèi)置的總有機(jī)碳監(jiān)測相比，其它制造商提供的總有機(jī)碳監(jiān)測系統(tǒng)無論從價位還是可測試范圍都比較低，且較易損壞。除此之外，還有許多由設(shè)計方面產(chǎn)生的一系列弱點。
ELGA
的總有機(jī)碳監(jiān)測監(jiān)測把所有的水通過在線的燈及電阻表，作出測試及監(jiān)控，達(dá)到顯示參數(shù)的連續(xù)性�？傆袡C(jī)碳參數(shù)亦會實時顯示在版面上。
而其它實驗室純水機(jī)制造商的總有機(jī)碳監(jiān)測都采用旁路測試。它們在每一段預(yù)定時間內(nèi)把純水從旁路引到光反應(yīng)盒內(nèi)，待水中的有機(jī)物氧化成二氧化碳。由二氧化碳產(chǎn)生的電阻率差異在反應(yīng)盒內(nèi)或另一外置的電阻表測量。但事實上由純水開始進(jìn)入反應(yīng)盒內(nèi)，到相差的電阻率測試，必有數(shù)分鐘的距離。所以，如用此種總有機(jī)碳監(jiān)測，顯示的數(shù)據(jù)便不是連續(xù)性的。
TOC 要求 ELGA TOC 監(jiān)測PURELAB Ultra 其它TOC 監(jiān)測 其它品牌
種類 連續(xù)性 在線連續(xù)性 旁路，非連續(xù)性
價格 低 低 中
消耗品 低 沒有 高
反應(yīng)時間 快 < 1 min 快，連續(xù)性 慢（高至九分鐘）
準(zhǔn)確性 2 ppb or 10 % 2 ppb at <10 ppb 2 ppb
量度范圍 1 – 10 ppb 1 – 200 ppb 1 – 999 ppb
測試用水量 盡低 沒有 低
本量 盡大 所有產(chǎn)水 小
死水位置 有 沒有 有
校正 有 有 有
數(shù)據(jù) 版面顯示及打印 版面顯示及打印 版面顯示及打印
表1 : ELGA 的總有機(jī)碳監(jiān)測及其它總有機(jī)碳監(jiān)測的功能比較
總有機(jī)碳監(jiān)測的反應(yīng)時間
實驗室的總有機(jī)碳系統(tǒng)相對于工業(yè)系統(tǒng)來說其出水量較少，因此需要連續(xù)顯示產(chǎn)水前的總有機(jī)碳數(shù)值，才可確保用戶實驗過程中不會受有機(jī)物質(zhì)的影響。要達(dá)到有連續(xù)測試的功效，電阻表是最好的選擇。ELGA
的總有機(jī)碳監(jiān)測就是這樣的在線及實時監(jiān)控系統(tǒng)，所有的純水都通過測試。
相反，如選用旁路的工業(yè)總有機(jī)碳監(jiān)測系統(tǒng)，就不能達(dá)到理想的效果。另外，用旁路的總有機(jī)碳監(jiān)測亦需時間將樣本從純水管道引入反應(yīng)盒（1 – 3 分鐘）以及完成氧化過程（3 分鐘）后，總有機(jī)碳的數(shù)值才能顯示到面板上。也就是說，如果純水中的有機(jī)物有任何變化，從探測到有數(shù)值顯示到面板需 3 至 9 分鐘，用戶是不可能實時得知水中有機(jī)物的増加或減少。
為了引證在線及實時探測的重要性，我們用了ELGA 及其它總有機(jī)碳的監(jiān)測儀作了一個比較。實驗測試在原水中先注入 3 毫升 (100ppm) 的有機(jī)物甲乙酮，然后在純水出口前取樣本測試。純水中的有機(jī)物甲乙酮都經(jīng)過測試及記錄，注入甲乙酮的位置是根據(jù)測試取樣點而定的。
提供了一些實驗測試的數(shù)據(jù)。將有機(jī)物(甲乙酮)注入原水中，當(dāng)制備純水時，注入的有機(jī)物會進(jìn)入純水系統(tǒng)內(nèi)。圖1內(nèi)綠色的線代表純水出口探測到的有機(jī)物。出水點在兩分鐘后見到注入的有機(jī)物大量増加。如果用戶現(xiàn)在取水，純水已受有機(jī)物的污染。
