實(shí)驗室純水制備小常識

　　原水中的有機物可通過(guò)自然或人為產(chǎn)生，自然產(chǎn)生的有機物可由腐蛀的植物或酸性液體產(chǎn)生，此外，細菌、生物及其副產(chǎn)品都可增加水中的有機物。人為添加的有機物包括工業(yè)及家用肥料，如清潔劑、溶劑、油、化肥及殺蟲(chóng)劑。當過(guò)濾器處理水中雜質(zhì)的同時(shí)，塑料管道及水缸會(huì )增加水中的有機物，其它處理如加氯及臭氧系統亦可增加水中的有機物。

　　處理原水中的雜質(zhì)，可通過(guò)反滲透、微濾、離子交換、吸附及紫外光等方法。大部分的雜質(zhì)可用一種或多種處理方法去除，但總有機碳和這些雜質(zhì)有什么關(guān)系呢?

　　總有機碳

　　總有機碳分為顆粒有機碳(POC)，溶解有機碳(DOC)和揮發(fā)性有機碳(VOC)。在線(xiàn)監測的總有機碳(TOC)不區分POC/DOC/VOC。盡管總有機碳不提供準確的有機物組合，但總有機碳參數是最接近的有機物指標，因此總有機碳參數可保證水中的總有機碳在實(shí)驗要求的范圍以下。一旦水中TOC含量已經(jīng)達到域值，在線(xiàn)監測便能及時(shí)提示用戶(hù)。

　　最理想的監測是可提供快捷、高靈敏度、低成本的在線(xiàn)監測，如何才能達到以上的要求，我們先看看不同種有機碳監控方式。

　　不同種類(lèi)的總有機碳監測

　　大型工業(yè)系統中的總有機碳監測系統是精密而昂貴的，而且體積較大，不適合用于實(shí)驗室純水系統。

　　在1994年英國ELGA公司首先推出第一臺擁有總有機碳在線(xiàn)監測的實(shí)驗室純水系統后，其它純水系統制造公司亦相繼推出不同設計的系統。

　　所有的在線(xiàn)監測都采用同一個(gè)基本原理：純水經(jīng)過(guò)185nm

　　波長(cháng)的紫外光燈會(huì )制造氧化有機物，此氧化過(guò)程將有機碳轉化為二氧化碳，而二氧化碳會(huì )令水的電導率提升，總有機碳的參數就可從電導率的轉變進(jìn)行測量。

　　與ELGA的超純水系統PURELABUltra

　　內置的總有機碳監測相比，其它制造商提供的總有機碳監測系統無(wú)論從價(jià)位還是可測試范圍都比較低，且較易損壞。除此之外，還有許多由設計方面產(chǎn)生的一系列弱點(diǎn)。

　　ELGA

　　的總有機碳監測監測把所有的水通過(guò)在線(xiàn)的紫外燈及電阻表，作出測試及監控，達到顯示參數的連續性�？傆袡C碳參數亦會(huì )實(shí)時(shí)顯示在版面上。

　　而其它實(shí)驗室純水機制造商的總有機碳監測都采用旁路測試。它們在每一段預定時(shí)間內把純水從旁路引到紫外光反應盒內，待水中的有機物氧化成二氧化碳。由二氧化碳產(chǎn)生的電阻率差異在反應盒內或另一外置的電阻表測量。但事實(shí)上由純水開(kāi)始進(jìn)入反應盒內，到相差的電阻率測試，必有數分鐘的距離。所以，如用此種總有機碳監測，顯示的數據便不是連續性的。

　　TOC要求：ELGATOC監測，PURELABUltra，其它TOC監測，其它品牌

　　種類(lèi)：連續性，在線(xiàn)連續性，旁路，非連續性

　　價(jià)格：低，低，中

　　消耗品：低，沒(méi)有，高

　　反應時(shí)間：快<1min，快，連續性慢，(高至九分鐘)

　　準確性：2ppbor10%，2ppbat<10ppb，2ppb

　　量度范圍：1–10ppb，1–200ppb，1–999ppb

　　測試用水量：盡低，沒(méi)有，低

　　樣本量：盡大，所有產(chǎn)水，小

　　死水位置：沒(méi)有，沒(méi)有，有

　　校正：有，有，有

　　表1:ELGA的總有機碳監測及其它總有機碳監測的功能比較

　　總有機碳監測的反應時(shí)間

　　實(shí)驗室的總有機碳系統相對于工業(yè)系統來(lái)說(shuō)其出水量較少，因此需要連續顯示產(chǎn)水前的總有機碳數值，才可確保用戶(hù)實(shí)驗過(guò)程中不會(huì )受有機物質(zhì)的影響。要達到有連續測試的功效，電阻表是最好的選擇。ELGA的總有機碳監測就是這樣的在線(xiàn)及實(shí)時(shí)監控系統，所有的純水都通過(guò)測試。

　　相反，如選用旁路的工業(yè)總有機碳監測系統，就不能達到理想的效果。另外，用旁路的總有機碳監測亦需時(shí)間將樣本從純水管道引入反應盒(1–3分鐘)以及完成氧化過(guò)程(3分鐘)后，總有機碳的數值才能顯示到面板上。也就是說(shuō)，如果純水中的有機物有任何變化，從探測到有數值顯示到面板需3至9分鐘，用戶(hù)是不可能實(shí)時(shí)得知水中有機物的増加或減少。

　　為了引證在線(xiàn)及實(shí)時(shí)探測的重要性，我們用了ELGA及其它總有機碳的監測儀作了一個(gè)比較。實(shí)驗測試在原水中先注入3毫升(100ppm)的有機物甲乙酮，然后在純水出口前取樣本測試。純水中的有機物甲乙酮都經(jīng)過(guò)測試及記錄，注入甲乙酮的位置是根據測試取樣點(diǎn)而定的。

　　提供了一些實(shí)驗測試的數據。將有機物(甲乙酮)注入原水中，當制備純水時(shí)，注入的有機物會(huì )進(jìn)入純水系統內。圖1內綠色的線(xiàn)代表純水出口探測到的有機物。出水點(diǎn)在兩分鐘后見(jiàn)到注入的有機物大量増加。如果用戶(hù)現在取水，純水已受有機物的污染。