TOC水质分析仪让水中有机污染“碳”为观止原理、应用

一、TOC——水中有机污染的“通用货币”

无论制药、半导体还是电厂，都把“总有机碳”当成交叉标杆：

制药纯化水：USP<643>限值500 ppb；

半导体超纯水：SEMI F63限值50 ppb；

电厂凝结水：GB/T 12145-2016建议≤200 ppb。

TOC升高=有机物总量升高，后续可能滋生生物膜、腐蚀、产品杂质，因此“测碳”就是“测风险”。

二、燃烧氧化-NDIR：一条火路把碳“烧”成数字

流程：

采样→酸化吹除IC（无机碳）；

高温催化燃烧（680-900℃）把有机碳→CO₂；

非分散红外（NDIR）检测CO₂吸收峰；

碳质量守恒换算，结果以“ppb C”或“μg C/L”输出。

优点：一次性转化、无需柱分离、检测限<1 ppb，成为国内外药典、SEMI标准的首选方法。

三、三大应用场景

制药：纯化水、WFI、清洗验证

离线：实验室TOC水质测定仪带自动进样器，96位样板→20 min出具报告，用于批次放行的USP<643>测试；

在线：制水回路TOC传感器连续记录，偏差>50 ppb立即报警，避免整罐水报废。

半导体：超纯水制备与晶片工艺

抛光树脂后安装在线水质TOC分析仪，监控树脂“穿透”拐点；

晶圆冲洗水实时TOC曲线与颗粒度、细菌交叉关联，发现异常可秒级切断阀门，降低废品率。

电厂：凝结水、给水、蒸汽

加氧处理（OT）工况下，TOC>200 ppb提示有机污染，可能破坏钢表面钝化膜；

与氢电导率、钠离子联动，快速判断冷凝器是否泄漏或补给水是否被污染。

四、性能“硬指标”怎么选

检测限：制药≤0.5 ppb、半导体≤0.05 ppb；

线性：0-2000 ppb相关系数R≥0.999；

重现性：RSD≤2%（n=7）；

分析速度：在线型≤3 min/次，离线型≤6 min/样；

软件：21 CFR Part 11电子签名、审计追踪、三级权限，药厂必须通过。

五、操作“三板斧”

系统适用性

取100 ppb C蔗糖、100 ppb C 1,4-苯醌，回收率85-115%，RSD≤5%，才能开始正式样品。

定期校准

使用NIST可溯源KHP（邻苯二甲酸氢钾）标准液，0、100、500、1000 ppb四点校准，斜率漂移>5%必须重校。

维护清单

燃烧管催化剂每6个月翻转一次，防止“沟流”；

NDIR光源每8000h更换，避免基线漂移；

酸试剂（2mol/L HCl）每周更换，保证IC吹除效率。

六、常见“假峰”与排除

高IC水样：IC>TOC时，加大酸体积或延长吹扫时间；

颗粒堵塞：0.45μm膜过滤，但须确认膜本身无碳溶出；

管路残留：每天结束用空白水冲洗15min，次日首样弃掉。

七、结语

TOC水质分析仪把“看不见”的有机污染翻译成“碳数字”，成为跨行业的水质“通用语言”。选好原理、盯紧药典/标准、守好校准与维护关，就能让TOC真正发挥“早期预警雷达”的作用——在水质刚出现ppb级波动时，就把风险截停在工厂大门之外。

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