海水中的总有机碳含量测定
海水总有机碳是检测海水有机污染的综合性指标,通过对海水中TOC的分析,可以研究海水污染因素之间的联系,是海洋污染预防和控制的基础参数之一。海水有机物质中所含的碳,可分为总有机碳(TOC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)、胶态有机碳(COC)和挥发性有机碳(VOC)5种。
现海口一家第三方检测公司,为制定海水TOC含量检测方案,按GB 17378.3-1998《海洋监测规范 第3部分:样品采集、贮存与运输》和GB17378.4-2007《海洋监测规范 第4部分:海水分析》的规定采取近岸海水样品,我司协助现场测试,选用TOC-2000总有机碳分析仪,按照标准《HY/T 150-2013 海水中有机碳的测定-非分散红外吸收法》以燃烧氧化法测定样品中TOC。为减少海水样品中的挥发性有机碳丢失,此次试验宜选用差减法测试。
1、实验部分
1.1试剂与材料
1)邻苯二甲酸氢钾(优级纯或基准试剂)
2)无水碳酸钠(优级纯或基准试剂)
3)碳酸氢钠(优级纯或以上级别)
4)10%磷酸溶液(分析纯或优级纯):磷酸与水按体积比例1:9配制(IC反应液)
5)去二氧化碳蒸馏水:电导率<5.0µS/cm,TOC浓度不超过0.5 mg/L
6)高纯氧气:纯度≥99.995%
1.2 仪器及实验条件
仪器:TOC-2000总有机碳分析仪
裂解炉温度:800℃
载气流量:180mL/min
进样体积:200μL
进样方式:自动进样器
1.3 样品采集与处理
按GB 17378.3和GB17378.4的规定采样,采样前用现场的海水冲洗采样瓶两遍,样品采集完后迅速盖上瓶盖;水样采集完成后应在24h内完成分析测试,如超过24h,应按GB17378.4的规定于每20mL水样3-4粒HgCl2固定水样,然后摇晃样品瓶至溶解为止,将采集到样品的样品瓶立即于-20℃下冷冻保存。
1.4 标准溶液配制
1)有机碳标准贮备液:ρ(有机碳,C)= 1000 mg/L
准确称取邻苯二甲酸氢钾(预先在110 ℃~120 ℃下干燥至恒重)2.1255 g,置于烧杯中,加纯水溶解后,转移此溶液于1000 mL容量瓶中,用纯水稀释至标线,混匀。
2)无机碳标准贮备液:ρ(无机碳,C)=1000 mg/L
准确称取无水碳酸钠(预先在105 ℃下干燥至恒重)4.4085 g和碳酸氢钠(预先在干燥器内干燥)3.5000 g,置于烧杯中,加纯水溶解后,转移此溶液于1000 mL容量瓶中,用纯水稀释至标线,混匀。
1.5 标准曲线的绘制
配制成总碳浓度为0.0、2.0、4.0、8.0、12.0、16.0mg/L,无机碳浓度为0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0mg/L的标准系列溶液;采用同体积不同浓度进样,每个曲线工作点平行测定2次~3次,以碳的质量(mg)为横坐标,以积分面积信号为纵坐标,绘制校准曲线:
曲线方程:Y= 24425X+1.3,相关系数R2= 0.999
曲线方程:Y= 23347X+2.0, 相关系数R2= 0.999
2、结果与讨论
测试方法
|
TC(mg/L)
|
TC均值(mg/L)
|
RSD(%)
|
TIC(mg/L)
|
TIC均值(mg/L)
|
RSD(%)
|
TOC(mg/L)
|
燃烧氧化
|
8.7
|
8.5
|
2.3
|
6.9
|
7.3
|
3.4
|
1.2
|
8.4
|
7.4
|
8.8
|
7.1
|
8.5
|
7.5
|
8.4
|
7.4
|
8.3
|
7.5
|
表1 海水样品测试数据
根据做出的标准曲线测试所取海水样品,测试结果如表1所示。
2.1 方法检出限
在得到的工作曲线下,平行测定7次空白,计算其标准偏差为0. 0057m g/L, 以3倍标准偏差得到本方法的检出限为0. 0171m g/L。
测试结果(mg/L)
|
均值(mg/L)
|
SD(mg/L)
|
检出限(mg/L)
|
0.3287
|
0.3262
|
0.0057
|
0.0171
|
0.3166
|
0.3260
|
0.3344
|
0.3251
|
0.3223
|
0.3300
|
表2 检出限测试
2.2 精密度
从数据统计表1可以看出,差减法测试海水样品,平行测定6次,测得TC结果的相对标准偏差(RSD)为2.3%,测TIC结果的相对标准偏差(RSD)为3.4%。
3、结论
采用上海元析TOC-2000总有机碳分析仪,应用高温燃烧方式,采用差减法(TOC=TC-TIC)测试海水中总有机碳,线性关系及重复性良好,定量准确。