1
概述
1.1
定義
總有機碳(TOC)是將水樣中的有機物中的碳通過燃燒或化學氧化轉化成二氧化碳,通過紅外吸收測定了二氧化碳的量,從而也就測定了有機物中的總有機碳.總有機碳包含了水中懸浮的或吸附于懸浮物上的有機物中的碳和溶解于水中的有機物的碳.后者稱為溶解性有機碳(DOC)。
1.2
總有機碳的物理化學意義
總有機碳是反映水質受到有機物污染的替代水質指標之一,和其它水質替代指標一樣,它不反映水質受到那些具體的有機物的特性.而是反映各個污染物中所含碳的量,其數量愈高.表明水受到的有機物污染愈多。1979年國際供水協會.將水源水質按DOC值
分為4類.見表l:
表l
按DOC對水質分類mg/L
1 |
2 |
3 |
4 |
<1.5 |
2.5-3.5 |
4.5-6.0 |
>8.0 |
實際無污染 |
中等污染 |
嚴重污染 |
極度污染 |
在日常檢測中.一般水體的總有機碳或溶解性有機碳變化不會太大.一旦有突發性的增加,表明水質受到意外的污染。
2
分析方法
總有機碳(TOC),由專門的儀器——總有機碳分析儀(以下簡稱TOC分析儀)來測定。TOC分析儀,是將水溶液中的總有機碳通過燃燒或化學氧化轉化為二氧化碳.測定其含量。利用二氧化碳與總有機碳之間碳含量的對應關系.從而對水溶液中總有機碳進行定量測定。
儀器按工作原理不同,目前主要有三種.可分為燃燒氧化法.過硫酸鹽紫外氧化法和濕式氧化法。
3
與總有機碳相關的其它有機物替代水質指標
有機物替代指標除耗氧量CODMn、化學需氧量CODCr和總有機碳(TOC)外還有:生化需氧量(BOD)和紫外光消光值(Euv254)。
3.1
生化需氧量(BOD)
生化需氧量是在規定條件下微生物分解氧化有機物所消耗氧的量。它與水中可生物降解的有機物呈正相。自然界中的生化過程緩慢,水中有機物的碳化過程需10—20天可接近完成;完成硝化過程則需100天。故采用20℃溫度下培養j天所消耗的水中溶解氧的量。稱之為五日生化需氧量(BOD5),BOD5可反映水體中可生化有機物的50%-70%。
3.2
紫外光消光值(Euv
254)
水中有機物如芳香烴,以及帶共軛雙鍵的化合物對紫外光有一定吸收.特別是水中的腐殖質物質其組成大多為芳烴化合物,故經常在260~3∞nm波長區域有一最大吸收值。Euv一般常用254nm作測定.水樣的Euv值與水質腐殖質物質呈正相關。
所有有機物都可以被測定為總有機碳TOC.或者氧化后被測定為化學需氧量CODMn,或者一部分被氧化測定為CODMn有機物中的腐殖質及其分解物以及含共軛雙鍵的有機物能被測定為紫外消光值Euv:對某一特定水樣檢測其TOC,CODMn,CODcr
BOD5及Euv項目它們之間呈一定的相關性:
4
降低水中有機碳的水處理工藝
降低水中有機碳的水處理工藝與降低水的耗氧量的水處理工藝是一致的。包括做好水源環境保護,在水處理上可采用生物預處理,強化常規處理.臭氧氧化及活性碳處理,也可在一定情況下采用膜法處理。
5
我國供水水質中的水平及國內外的限值
5.1
我國供水水質中總有機碳(TOC)的水平
國內各水司供水水質中總有機碳(TOC)的情況(mg/L)(略)
通過對三十幾家水司1999
2000年水質數據的統計.有十二家水司做了該項目,出廠水共22份數據,TOC的平均濃度范圍是0.59~5.41mg/L.其中3家水司占總數據13%的數據超過了4mg/L。由12份管網水數據可知TOC的平均濃度范圍是0.7~3.97mg/L。
5.2
國內外水質標準中總有機碳(TOC)的限值
世界各地飲用水水質標準中總有機碳(TOC)的限值
來源 |
建設部城市供水2000年水質目標規劃 |
世界衛生組織飲用水水質準則1996 |
歐盟飲用水水質指令98/83/EC |
俄羅斯飲用水水質標準 |
英國供水水質規則
2000 |
法國用水水質標準95—368 |
限值 |
無具體限值 |
|
無異常變化 |
無具體指標值 |
無異常變化 |
不高于常濃度
正 |
6
與TOC相關的指標
一項對于美國飲用水的研究表明,當用氯氣消毒時,若三氯甲烷濃度超過100μg/L(加拿大衛生組織的指導值)時,則處理后的水中總有機碳濃度大于或等于2mg/L。美國環保局的《消毒劑和消毒副產物規定》中指出,飲用水中總有機碳為2mg/L,水源水中為4mgjL時,才能確保消毒副產物的量被控制在可接受的水平。加拿大衛生組織對于飲用水中溶解性及總有機碳未制定專門的指導值,而它只是推薦飲用水及水源水中總有機碳(TOC)在任何時候不能超過4mg/L(此值適用于氯氣消毒,不適用于系統不經消毒或是采用其它途徑消毒,如臭氧消毒等),并推薦了一些和溶解性及總有機碳有相關性的參數指標,如色度(目標值:l5TCU),總溶解性固體(目標值:500mg/L),渾濁度(最大允許值:1NTU),三鹵甲烷(暫定最大值:100μg/L)
7
限值
根據國外的情況,總有機碳目前都未設定限值。根據國內有限的水質數據,尚難以制定TOC限值,故暫不定TOC限值。只說明無異常變化.高于正常濃度時,要探究其原因。