TOC 水质的 ‘碳指纹’ 烧氧化法的精准追踪

一、为什么TOC比COD更"纯粹"？

COD测的是"耗氧量"，TOC测的是"含碳量"——碳是有机物的骨架，TOC把碳完全烧成CO₂，氧化率近100%，而COD重铬酸钾氧化率仅80-95%。TOC不"猜"有机物种类，只数"碳原子"，二次污染更小，3分钟出数，是水质"碳指纹"的精准扫描。

二、COD/TOC=2.66？——理论vs现实

理论值：C+O₂→CO₂，12gC耗32gO₂，COD/TOC=32/12=2.66

实际波动：2-6（甚至更高）

原因1：有机氮/磷/硫（蛋白质、核酸）——COD能氧化，TOC只测碳

原因2：COD氧化不完全（芳香烃、吡啶）——实际耗氧<理论值

原因3：还原性无机物（Fe²⁺、S²⁻、NO₂⁻）——COD包含，TOC剔除

生活污水典型比值：2.0-5.0，>5提示大量还原性无机物或难降解有机物

三、燃烧氧化-NDIR法——主流技术的"三板斧"

氧化：680-900℃铂催化剂或紫外/过硫酸盐，TOC→CO₂+H₂O

分离：NDIR（非分散红外）检测器，4.26μm特征吸收，CO₂浓度∝吸光度

计算：标准曲线换算，直接显示mg/L C

四、与COD的"双剑合璧"

｜场景｜TOC优势｜COD优势｜联合解读｜

地表水背景值    检出限0.001mg/L，灵敏    —    TOC<1mg/L且COD<15mg/L=Ⅰ类水

工业废水    不受Cl⁻干扰    氧化条件接近自然降解    COD/TOC>5=含大量无机还原物或难降解物

污水厂进出水    3min快检，指导工艺    法规考核指标    ΔCOD/ΔTOC<2=生物降解性好；>4=污泥活性差

制药/电子超纯水    ppb级监控    不适用    TOC<5μg/L=超纯水合格

五、操作"三步闭环"

预处理：

酸化（pH<2）+曝气，去除无机碳（IC=HCO₃⁻+CO₃²⁻+溶解CO₂）

或选"差减法"：TC（总碳）-IC=TOC

进样：注射泵精准推送50-100μL，无气泡，无交叉污染

校准：

零点：超纯水（TOC<5μg/L）

跨度：邻苯二甲酸氢钾标准液（100mg/L C），r>0.999

六、常见"坑点"与对策

｜现象｜根因｜对策｜

空白偏高（>0.05mg/L）    试剂水含C、管路残留    换Milli-Q水，空烧3次

重现性差（RSD>5%）    进样气泡、盐结晶    超声脱气，稀释高盐样

TC>>TOC    IC去除不全    检查酸化pH<2，延长曝气

与COD趋势背离    进水含大量S²⁻/Fe²⁺    同步测S²⁻，校正COD

七、数据价值延伸

碳平衡核算：进水TOC=出水TOC+污泥TOC+CO₂释放C，误差<5%即系统稳定

生物毒性预警：TOC突增但COD不变=低分子易吸收毒物（甲醇、乙腈）

消毒副产物预测：TOC×氯剂量=THMs生成潜力，前置活性炭可降50%

八、总结

TOC用"碳的燃烧"替代"氧的消耗"，3分钟给出有机物的纯粹含量；COD/TOC比值是水质"性格测试"——2.66是理想，2-6是现实，>6必有妖。双指标联用，才能从"耗氧"和"含碳"两个维度，把有机污染看得通透。

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