燃燒氧化 - 非色散紅外吸收法(實(shí)驗(yàn)室常用方法) 儀器準(zhǔn)備 需要一臺總有機(jī)碳分析儀,該儀器主要包括進(jìn)樣裝置、燃燒氧化單元、二氧化碳檢測單元(非色散紅外吸收檢測器)等部分。在實(shí)驗(yàn)前,要確保儀器性能良好,對儀器進(jìn)行校準(zhǔn),通常使用已知 TOC 濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,如鄰苯二甲酸氫鉀(KHP)溶液。因?yàn)?KHP 是一種有機(jī)化合物,純度高,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,其碳含量可以精確計(jì)算,是理想的校準(zhǔn)物質(zhì)。例如,將一定濃度(如 100mg/L)的 KHP 溶液注入儀器,按照儀器操作手冊調(diào)整儀器參數(shù),使測量值與理論值相符,完成校準(zhǔn)。 樣品采集與預(yù)處理 采集水樣時(shí),要使用合適的采樣容器,一般采用玻璃或特定的塑料材質(zhì)容器,避免容器本身對水樣造成污染。對于含有大顆粒雜質(zhì)的水樣,需要進(jìn)行過濾處理,防止堵塞儀器進(jìn)樣口。如果水樣中含有較高濃度的無機(jī)碳(IC),如碳酸鹽和碳酸氫鹽,需要進(jìn)行無機(jī)碳的去除。可以采用酸化曝氣法,即向水樣中加入磷酸等酸,使水樣 pH 值降低至 2 - 3,然后用氮?dú)饣蚩諝馄貧猓瑢o機(jī)碳以二氧化碳形式去除。去離子水在食品加工的速凍食品生產(chǎn)中,可減少冰晶形成。廣東去離子水配方設(shè)計(jì)
制藥行業(yè) 在制藥行業(yè),對于注射用水和純化水,TOC 含量要求極為嚴(yán)格。因?yàn)橛袡C(jī)碳雜質(zhì)可能會影響藥品質(zhì)量和安全性。例如,在注射劑的生產(chǎn)中,水中過高的 TOC 含量可能會與藥物成分發(fā)生反應(yīng),或者作為微生物生長的營養(yǎng)源,引發(fā)藥品污染。所以,制藥行業(yè)通常要求注射用水的 TOC 含量不超過 500μg/L,純化水的 TOC 含量不超過 5mg/L。這些嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)是為了確保藥品的純度和穩(wěn)定性,符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)的要求。 電子工業(yè)(半導(dǎo)體制造等) 半導(dǎo)體制造過程對純度要求極高,水是半導(dǎo)體制造過程中清洗和蝕刻等步驟的關(guān)鍵材料。即使微量的有機(jī)碳雜質(zhì)也可能導(dǎo)致芯片缺陷。例如,在光刻過程中,水中的有機(jī)碳可能會吸附在硅片表面,影響光刻精度。因此,電子工業(yè)中使用的超純水要求 TOC 含量一般低于 1 - 10μg/L,以滿足高精度芯片制造的需要。教學(xué)用去離子水工廠離子交換樹脂的工作交換容量隨使用時(shí)間會逐漸下降。
去離子水在制備過程中幾乎去除了所有的礦物質(zhì)離子,如鈣、鎂、鉀、鈉等。這些礦物質(zhì)對人體健康是非常重要的。例如,鈣是維持骨骼和牙齒健康的關(guān)鍵成分,人體約 99% 的鈣存在于骨骼和牙齒中,它還在神經(jīng)傳導(dǎo)、肌肉收縮等生理過程中發(fā)揮重要作用;鎂參與人體內(nèi)多種酶的反應(yīng),對能量代謝、蛋白質(zhì)合成等過程不可或缺。長期飲用去離子水會導(dǎo)致人體缺乏這些必需的礦物質(zhì),從而可能引發(fā)一系列健康問題。人體的內(nèi)環(huán)境是一個(gè)復(fù)雜的平衡系統(tǒng),其中電解質(zhì)平衡尤為重要。長期飲用去離子水可能會破壞人體的電解質(zhì)平衡。正常情況下,人體細(xì)胞內(nèi)外的離子濃度是相對穩(wěn)定的,如細(xì)胞外液中的鈉離子對于維持細(xì)胞的正常滲透壓和水分平衡至關(guān)重要。當(dāng)長期飲用去離子水時(shí),由于水中缺乏這些離子,人體可能會出現(xiàn)電解質(zhì)紊亂的情況。這可能表現(xiàn)為疲勞、肌肉痙攣、心律失常等癥狀,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)<吧?/p>
TOC 含量對熱源物質(zhì)的影響 正向影響:當(dāng)水中 TOC 含量較高時(shí),微生物更容易生長繁殖。隨著微生物數(shù)量的增加,細(xì)菌死亡后釋放的內(nèi)素(熱源物質(zhì))也會增多。例如,在一個(gè)沒有良好維護(hù)的供水系統(tǒng)中,如果水中含有較多的有機(jī)污染物,TOC 含量上升,微生物會在管道壁或水體中大量繁殖,從而使水中的熱源物質(zhì)含量增加。 反向影響(間接):如果能夠有效控制 TOC 含量,減少水中有機(jī)碳化合物,就能抑制微生物的生長。例如,通過活性炭吸附、反滲透等方法降低 TOC,使微生物缺乏營養(yǎng)源,生長受到限制,進(jìn)而減少細(xì)菌內(nèi)素(熱源物質(zhì))的產(chǎn)生。從這個(gè)角度看,降低 TOC 含量是控制水中熱源物質(zhì)的一種間接但有效的手段。 檢測和控制方面的關(guān)聯(lián) 在水質(zhì)檢測中,TOC 檢測和熱源物質(zhì)檢測是相互補(bǔ)充的。TOC 檢測能夠快速、定量地評估水中有機(jī)物質(zhì)的總體情況,而熱源物質(zhì)檢測(如鱟試劑檢測法)則是專門針對內(nèi)素這一關(guān)鍵熱源物質(zhì)的檢測。在水質(zhì)控制策略中,同時(shí)控制 TOC 和熱源物質(zhì)是保證水質(zhì)的重要措施。例如,在制藥行業(yè)的純化水和注射用水制備過程中,既要通過嚴(yán)格的水處理工藝降低 TOC,又要采用有效的消毒或過濾方法去除熱源物質(zhì)。去離子水的生產(chǎn)需嚴(yán)格監(jiān)控水質(zhì)參數(shù),確保離子去除效果。
鱟試劑檢測法 凝膠法 原理:鱟試劑含有能與內(nèi)素(主要的熱源物質(zhì))反應(yīng)的凝固酶原和凝固蛋白原。當(dāng)含有內(nèi)素的樣品與鱟試劑接觸時(shí),內(nèi)素會凝固酶原,使其轉(zhuǎn)化為凝固酶,凝固酶進(jìn)一步作用于凝固蛋白原,使溶液形成凝膠。如果沒有凝膠形成,可能表示熱源物質(zhì)已被去除。 操作步驟:將鱟試劑按照說明書要求用無熱原的水復(fù)溶。取適量的處理后的純水樣品與復(fù)溶后的鱟試劑混合,放入小試管中,在 37℃恒溫箱中孵育 60 - 90 分鐘。觀察溶液狀態(tài),如果溶液仍然為液體,沒有形成凝膠,初步判定樣品中內(nèi)素含量低于檢測限,可能熱源物質(zhì)已被有效去除;若形成凝膠,則說明仍含有內(nèi)素,熱源物質(zhì)未完全去除。利用反滲透輔助離子交換可提升去離子水的制備效率與純度。西藏制備去離子水
其在化學(xué)合成反應(yīng)中,可作為反應(yīng)原料的溶劑或洗滌用水。廣東去離子水配方設(shè)計(jì)
進(jìn)水:開啟進(jìn)水閥門,讓預(yù)處理后的水進(jìn)入反滲透系統(tǒng),進(jìn)水壓力一般控制在 1-10MPa 之間,具體壓力需根據(jù)所選反滲透膜的型號和廠家要求進(jìn)行調(diào)整,同時(shí)控制進(jìn)水流量在合適的范圍內(nèi). 啟動高壓泵:啟動高壓泵,為水通過反滲透膜提供動力,使水在壓力作用下克服滲透壓,透過反滲透膜,而熱源物質(zhì)等雜質(zhì)則被截留。在啟動高壓泵時(shí),要注意緩慢升壓,避免壓力沖擊對反滲透膜造成損壞。 運(yùn)行監(jiān)測:在反滲透過程中,實(shí)時(shí)監(jiān)測進(jìn)水壓力、出水壓力、產(chǎn)水流量、濃水流量、水溫等參數(shù),并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)觀察設(shè)備運(yùn)行是否平穩(wěn),有無異常噪音、振動等情況,如有異常應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查廣東去離子水配方設(shè)計(jì)