Статьи
Определение общего органического углерода

22.02.2012

Определение общего органического углерода (TOC) лежит в основе химии мониторинга состояния окружающей среды и контроля качества. Содержание углерода измеряется в растворах или взвесях органических веществ в водной среде. При помощи TOC анализа можно измерять углерод любого происхождения – биологического (в живых или мертвых организмах) или химического (химические загрязнения)

Предприятия водоснабжения следят за показателями TOC для определения качества исходной воды, для измерения эффективности процессов удаления органического углерода и последующей водоподготовки. Например, предприятие водоснабжения использует TOC для мониторинга количества побочных продуктов, возникающих в процессе хлорирования или озонирования. Анализ TOC часто используется вместо проведения более сложных измерений – например, при исследовании загрязнений продуктами нефтехимии, растворителями, фармацевтическими продуктами, хлорсодержащими промышленными веществами, пестицидами. Результаты измерения уровня TOC могут также стать поводом для дополнительного анализа. Например, фармацевтический производитель может прибегнуть к жидкостной хроматографии – масс-спектрометрии для исследования образцов воды, уровень содержания TOC в которых превышает допустимые нормы.

Государственные органы США, Европы и Японии, регулирующие фармацевтическую отрасль, требуют проведения TOC-анализа для определения качества ультрачистой воды, используемой в биотехнологии, чтобы убедиться в отсутствии бактериального загрязнения.

Анализ TOC не является специфичным. Он показывает общее количественное содержание органического углерода, но не идентифицирует загрязняющее вещество.

Как проводится TOC-анализ

ТОС-показатель – это только один из интегральных показателей форм углерода. Чтобы понять, как именно он связан с другими интегральными показателями, принято разделять формы углерода на следующие типы:

ТС – общий углерод;

ТОС – общий органический углерод;

ТIC – общий неорганический углерод;

NPOC – нелетучий органический углерод;

РОС – летучий органический углерод.

Между этими показателями устанавливается следующая математическая связь:

TC = TOC + TIC

TOC = NPOC + POC

Существует два основных подхода к проведению TOC-анализа:

1) предварительное отделение неорганического углерода TIC (в основном карбонатов) с последующим проведением измерения содержания TOC; 2) математическое вычитание TIC неорганического углерода из TC общего углерода, присутствующего в образце. Измерение содержания TOC проходит в четыре этапа: 1) подкисление пробы и удаление неорганического углерода (ТIC);

2) отделение продувкой летучих органических соединений, измерение

суммарного содержания которых (РОС) проводится отдельно;

3) окисление оставшихся в пробе углеродсодержащих соединений;

4) детектирование.

Две последние операции являются основой TOC-анализа. Окисление может быть проведено различными способами: высоко- или низкотемпературное сгорание, каталитическое окисление, фотоокисление, термохимическое окисление или электролитическое окисление. Согласно мнению специалистов по TOC-анализу из компании OI Analytical (Техас, США), каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки.

Регистрация TOC осуществляется путем измерения проводимости, методами недиспергирующей инфракрасной спектроскопии (NDIR) на максимальной полосе поглощения диоксида углерода или колориметрическим способом. Наиболее распространенные on-line анализаторы TOC, применяемые для анализа питьевой воды, используют метод NDIR. СО2 имеет уникальную характеристическую полосу поглощения в инфракрасном диапазоне. Настроившись точно на эту частоту, можно исключить влияние всех остальных мешающих веществ.

Анализаторы TOC, работающие в режиме on-line, могут непрерывно функционировать в автоматическом режиме. Однако для обеспечения надежности квалифицированные технические специалисты должны регулярно проводить калибрование, инспекцию и обслуживание приборов.

Различные возможности TOCанализаторов

Покупатели оценивают TOC-анализаторы по таким качествам, как простота в использовании, производительность и степень автоматизации. Пользователь хочет иметь возможность загрузить набор образцов и уйти, пока прибор выполняет работу. Желательно также, чтобы TOC-анализатор, наряду с предоставлением результатов, выполнял функцию контроля. Это может быть обеспечено путем подключения анализатора к информационной системе лаборатории – LIMS (laboratory information management systems), или (для критически важных приложений) – к системе SCADA (supervisory control and data acquisition), или к сети Ethernet, что посредством функции контроля обеспечит остановку завода или процесса при регистрации существенного отклонения от нормы.

Применение TOC анализаторов

Анализаторы органического углерода являются одними из основных рабочих инструментов в отраслях, где необходимо определение и количественное измерение содержания углерода в различных образцах различного происхождения. В отличие от спектроскопии, с помощью которой проводится измерение определенных соединений углерода по их характерным признакам взаимодействия со светом, анализ TOC не дает ответа на вопрос, какие именно соединения углерода присутствуют в образце. Тем не менее этот анализ дает информацию о наличии загрязнений, которая очень важна для оценки состояния окружающей среды. Анализ TOC является обязательным для многих лабораторий, особенно для определения качества технологической воды при работе с полупроводниками, или в отраслях, для которых существуют регуляторные требования к ультравысокой чистоте технологической воды и инструментов, для процессов очистки или валидации отмывки, а также при производстве лекарств. Другие отрасли промышленности, регулярно использующие анализ TOC, – фармацевтика, пищевая и нефтегазовая.

Кроме того, этот анализ активно используют в науках о жизни и при проведении следственных мероприятий. Анализ TOC включает обработку образца кислотой и окисление до диоксида углерода (СО2), с последующей диагностикой и измерением количества углерода. Обработка кислотой проводится для устранения углерода неорганического происхождения. Окисление проходит через прямое высокотемпературное (1 300 °С) или каталитическое (680 °С) сгорание, либо же при помощи методики воздействия ультрафиолетом или термического окисления в присутствии персульфата.

Детектор является «сердцем» анализаторов TOC. Для определения количества диоксида углерода используются две основные методики: на основе измерения проводимости и при помощи недиспергирующей инфракрасной спектроскопии (NDIR). Измерение проводимости осуществляется непосредственно на образце или при помощи мембраны. Прямое измерение проводимости имеет свои ограничения, но является дешевым способом, не требующим наличия газа-носителя, и имеет чувствительность до уровня частиц на миллиард (ppb). Измерение проводимости при помощи мембраны является более сложной методикой, требующей затрат дополнительного времени, но имеет большую степень надежности и более широкую область применения.

Следует отдать предпочтение методике NDIR, в которой отсутствуют погрешности интерференции и которая напрямую измеряет уровень TOC, получаемого в процессе окисления. Относительно недавний вариант методики NDIR, основанный на повышении концентрации в образце при помощи статического давления, обеспечивает лучшую чувствительность и точность измерений в объеме всего образца без использования проточной кюветы.

Еще одно направление ТОС-анализа – определение содержания общего органического углерода в твердых веществах, например в почве. Наличие устройства для накопления газа после сжигания позволяет усреднять данные, полученные для неоднородных твердых образцов. По технологии высокотемпературного окисления твердые образцы очень легко анализировать, и нет надобности применять сложные устройства накопления газа после сжигания.

Экологи рассматривали возможность использования данных о соотношении изотопов в перьях или в помете птиц для нанесения на карту их миграционных путей. Исследователи происхождения продуктов питания используют эту методику для точного определения места происхождения таких основных продуктов, как, например, оливковое масло. А фармацевтические компании используют изотопы для определения подделок.

TOC-анализ приобретает все большую популярность и вскоре может заменить проверенные, но устаревшие методики, разработанные много лет назад для материалов, о содержании углерода в которых раньше не думали, – таких, например, как бетон. Конечно, внедрение новой методики TOC-анализа займет некоторое время, поскольку лишь небольшое количество людей стремится преодолеть силу инерции.

 
ITT завершила приобретение OI Analytical для увеличения оборотных средств в сфере измерительных приборов

Уайт-Плейнс, Нью-Йорк, – ITT Corporation (NYSE: ITT) объявила сегодня, что она завершила свою ранее объявленное приобретение О.I. Corporation, примерно за $ 29 миллионов. O.I. является ведущим поставщиком инновационных приборов для лабораторных и полевых тестов в фармацевтической, нефтехимической, энергетической и промышленной отрасли. Портфолио O.I. повысит активы ITT, которая была сформирована ранее
с приобретением Nova Analytics. “Добавление продукции O.I. к нашему портфолио поддерживает нашу стратегию приобретения привлекательных компании для роста нашего присутствия в $ 6 млрд. на глобальном рынке аналитических приборов”, говорит Крис Макинтайр, президент ITT Analytics. “Объединение продукции O.I. с нашйм собственным ассортиментом продукции позволит нам расширить наши технические знания, чтобы лучше обслуживать наших клиентов по всему миру “.

O. I. была основана в 1963 году и специализируется на инновациях технологий производства анализаторов общего органического углерода (TOC) и приборов связанных с газовой хроматографией, а также расходных материалов. Доход O.I. Analytical в 2009 году оценивался в размере $ 20 миллионов. Ее продукция продается во всем мире путем прямых продаж, независимыми представителями и дистрибьюторами.

Об ITT Analytics

ITT Analytics является ведущим производителем полевых, портативных, лабораторных и онлайн аналитических приборов, используемых как в воде и сточных водах, так и в экологических, медицинских, пищевых отраслях. Приборы, датчики, анализаторы и соответствующие расходные материалы компании используются каждый день тысячами пользователей по всему миру для анализов и контроля качества в многочисленных промышленных операциях, где требуются точные измерения. Продукция ITT продается под глобально узнаваемыми брендами WTW, SI Analytics, Royce Technologies, Aanderaa Data Instruments, Global Water Instrumentation, ebro and Bellingham & Stanley.

О корпорации ITT

Корпорация ITT – высокотехнологичная инжиниринговая и производственная компания, работающая на всех семи континентах в трех основных сегментах рынка: вода и жидкости, оборона и безопасность, а также движения и управление потоками. С инновациями ITT, партнеры и их заказчики могут получить экстраординарные решения, которые помогут создать более чистую окружающую среду, обеспечить защиту и безопасность для всего мира. Центральный офис находится в Уайт-Плейнс, Нью-Йорк, компания сообщила в 2009 году о доходах в $ 10,9 миллиарда.

 
Анализ общего органического углерода (TOC)

Анализ общего органического углеродаОбщее содержание органического углерода (TOC) анализ используется для определения количества органических соединений в очищенной воде, медицинской физики устройство или полосканий. Общий органический углерод анализ используется для определения того, очищенная вода соответствует спецификации в соответствии с Фармакопеи США (USP).

Подробнее...
 



Контактная информация

Официальный представитель OI Analytical в Украине:
ГК "Аптека-95"

Адрес: Украина, г. Харьков, ул. Франковская, 14., 61001
Тел.: + 38 (057) 787-10-11
Факс: + 38 (057) 787-10-19
Вебсайт: apteka95.com.ua
Видео архив: YouTube
Блог: laboboz.wordpress.com




Наши сайты

http://www.apteka95.com.ua - сайт ГК "Аптека-95"
http://www.labanalyt.com - лабораторное оборудование
http://www.industrial.com.ua - промышленное оборудование
http://www.substance.com.ua - субстанции
http://www.alveks.com.ua - химические реактивы
http://www.granum.com.ua - научно-производственная лаборатория
http://www.yaroslavna.ua - производитель медицинской одежды и обуви
http://www.med-technika.com - медицинское оборудование, инструментарий и расходные материалы
http://www.malyshok.ua - сайт торговой марки "Малышок"
http://www.apteka450.com.ua - сеть аптек в Харькове