[发明专利]溶液TOC浓度的原位初测与预判方法

说明书

溶液TOC浓度的原位初测与预判方法，采用伏安法的三电极系统，以石墨电极作为工作电极、硫酸亚汞电极作参比电极、铂金电极作对电极，采用电化学工作站的电流‑时间模式测定扩散电流，建立电流与TOC浓度的线性关系；根据待测溶液的扩散电流，从建立的标准曲线中计算TOC浓度初测值，据此判断待测液是否需要稀释以及稀释的具体倍数。该方法适用于土壤溶液、天然水和生活污水等水体中TOC浓度的初测与预判。该方法方便、快速，可有效解决用TOC分析仪测定高含量TOC样品时盲目上机、多次稀释上机测定等繁琐的耗时费力问题，大大减少了采用湿法氧化或高温催化燃烧氧化方法的TOC分析仪中氧化剂和催化剂的损耗，保护了柱效，延长了氧化剂和催化剂的使用寿命。

技术领域

本发明属于元素检测领域，具体涉及电化学伏安法对土壤溶液和地表水体及生活污水中高含量总有机碳（TOC）的初测方法和应用。

背景技术

TOC分析仪是目前测定溶液中总有机碳的标准方法，具有测定自动化程度高、测定结果可靠等优势，采用湿法氧化和高温催化燃烧氧化方法的TOC仪，其主要工作原理都为：溶液中有机物先被氧化剂氧化或高温催化燃烧氧化产生CO₂，然后通过非色散红外检测器测定CO₂浓度，从而得到样品中总有机碳TOC浓度。

TOC分析仪是所有农业、环境、地理学、地球化学和土壤学等相关学科和领域的分析测试中心必备的常用分析仪器，用于土壤溶液、地表水、地下水、垃圾渗滤液、沼液、畜禽粪滤液等TOC含量的测定，在农业、环境和地球科学的研究中发挥着重要作用。

目前该方法使用过程中经常会遇到因样品TOC浓度过高需要预判，以回答高浓度TOC样品是否需要稀释以及稀释多大倍数的问题。日常测试中该仪器会采用一个最合适的TOC测定浓度范围（0-100 mg/L），超出这一范围通常需要对样品进行稀释再进样测定。不同来源的待测样品，其TOC浓度变异范围很大，如不进行预判直接上机测定，一旦样品浓度超出了日常标准工作曲线范围，要么将样品稀释后重新测定，要么重新标定更高浓度范围的标准工作曲线，这不仅造成人力和物力的浪费，还会对仪器造成不利影响。让过多的高浓度超标样品上机测定，催化氧化的时间明显增加，会直接导致仪器中氧化剂或催化剂的使用寿命缩短。对于采用湿法氧化的TOC分析仪更适合低浓度样品，对于采用高温催化氧化的TOC仪，高浓度超标样品一般含较高盐分，也会加速盐分在高温燃烧管中的积累，严重影响了氧化效率，降低了柱效。因此超标样品或采用高浓度标准工作曲线频繁上机测定，不仅增加工作量，还增加了测定成本。又由于仪器存在记忆效应，超标样品的上机测定还会导致后续正常样品的测定结果偏高，增加测定结果的误差。

发明内容

解决的技术问题：本发明针对超标TOC样品需要反复稀释并用TOC分析仪多次测定，从而导致仪器中氧化剂失效，催化剂损耗，柱效降低和寿命缩短，样品测定的工作量和成本都增加等问题，提供一种溶液TOC浓度的原位初测与预判方法，获取待测液中TOC浓度的初步数值，并提供TOC待测液是否需要稀释以及稀释倍数的信息。

技术方案：一种溶液TOC浓度的原位初测与预判方法，采用伏安法的三电极系统，以石墨电极作为工作电极、硫酸亚汞电极作参比电极、铂金电极作对电极，采用电化学工作站的电流-时间模式测定扩散电流，建立电流与TOC浓度的线性关系，TOC浓度范围在72-7200 mg/L之间；根据待测溶液的扩散电流，从建立的标准曲线中计算TOC浓度初测值，据此判断待测液是否需要稀释以及稀释的具体倍数。

所述标准溶液采用柠檬酸二铵配制，浓度范围为0.001-0.10 mol/L，相当于72-7200 mg/L的有机碳。

所述电流-时间模式中的仪器参数设定为：外加电压0.9V，读数时间120秒，测定灵敏度0.01 A/V。

所述标准溶液和待测溶液pH为5.1，采用0.5-5 mol/L氢氧化钠或相应浓度的硝酸调节溶液pH。

所述三电极系统构建时，采用磁力搅拌方式使电极反应尽快达到平衡，搅拌速度为350转/分。