本發(fā)明涉及一種測定水質(zhì)總有機(jī)碳的快速檢測劑的制備與測定使用方法，具體是一種現(xiàn)場快速檢測水體中總有機(jī)碳的方法，屬于環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

總有機(jī)碳(toc)是水中有機(jī)物所含碳的總量，它比化學(xué)需氧量(cod)和生物需氧量(bod)更能確切表示水中有機(jī)污染物的綜合指標(biāo)。目前，toc檢測主要包括差減法和直接法。差減法是首先測定水樣的無機(jī)碳，再測定總碳，兩者差值得水樣的toc，但該法精密度低，操作復(fù)雜，測量周期較長，誤差大。直接法是先前處理吹出酸化水樣中的無機(jī)碳，再消解測定toc。toc樣品前處理方式主要是濕式氧化法和燃燒氧化法，濕式氧化法主要包括加熱氧化、紫外‐過硫酸鹽氧化和羥基自由基氧化，產(chǎn)生的二氧化碳大都通過非分散紅外儀器實(shí)現(xiàn)檢測。燃燒—非分散紅外法對有機(jī)物的氧化比較完全，但其靈敏度較低、儀器昂貴，水樣前處理裝置比較復(fù)雜，且自動清洗困難，給日常維護(hù)和管理帶來許多不便。fujishima等發(fā)現(xiàn)光催化劑在光照下產(chǎn)生表面羥基或水吸附后形成表面活性中心具有強(qiáng)氧化性的特點(diǎn)(fujishimaa，hondak，electrochemicalphotolysisofwateratasemiconductorelectrode，nature，1972，238：37‐38)，使有機(jī)物被氫氧自由基氧化成二氧化碳，對腐植酸等難氧化物質(zhì)也能夠完全氧化，通過非分散紅外法檢測，具有較高的回收率。臭氧氧化法是利用臭氧具有強(qiáng)氧化能力，具有反應(yīng)速度快、無二次污染優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是臭氧利用率較低，氧化能力不足。prengle等開展了對臭氧氧化效率提高的研究(prenglehw，markce，newtechnology：ozone/uvchemicaloxidationwastewaterprocessformetalcomplexes，organicspeciesanddisinfection，aichesymposiumseries，1978，74：178‐228)，引進(jìn)uv催化技術(shù)和加入雙氧水的方法。荷蘭生產(chǎn)的biotector970率先采用了羥基自由基氧化廢水中的有機(jī)物，可在線檢測生物反應(yīng)器中toc變化，數(shù)據(jù)不受鹽類的影響(楊丹，潘建明，總有機(jī)碳分析技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展，浙江師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，(4)：441‐444)。葉大林等開發(fā)了一種總有機(jī)碳測試的自動進(jìn)樣裝置(葉大林，夏信群，一種總有機(jī)碳測試的自動進(jìn)樣裝置，浙江：cn205027772u，2016)，以驅(qū)動注射器代替人工操作，取樣、進(jìn)樣自動化高，避免人為操作的誤差，但裝置系統(tǒng)復(fù)雜。齊文啟等建立了uv/過硫酸鹽氧化法檢測toc的方法(齊文啟，孫宗光，陳偉軍等，總有機(jī)碳及其自動在線監(jiān)測儀的研制，現(xiàn)代科學(xué)儀器，2005，(6)：27‐36)，使定量水樣自動進(jìn)入二氧化碳發(fā)生器中，加入磷酸除去水樣中的無機(jī)碳，再將去除無機(jī)碳后的水樣和過硫酸鉀混合并注入到螺旋反應(yīng)管，在uv和加熱作用下將水樣中的有機(jī)物消解處理，將其混合液放入二氧化碳發(fā)生器中，再導(dǎo)入紅外檢測器，測定二氧化碳生成量，toc檢出限為0.5mg/l，使用和維護(hù)方便，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享及遠(yuǎn)程控制，但該儀器組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要多個控制系統(tǒng)配合，成本昂貴。德國elementar公司生產(chǎn)的liquitoc能保證一次進(jìn)樣測量而避免兩次進(jìn)樣分析的誤差累加，操作程序多，檢測成本高。diflandre等建立了紫外光譜技術(shù)對納升級樣品的toc檢測技術(shù)(deflandreb，gagnéjp，estimationofdissolvedorganiccarbonconcentrationsinnanolitersamplesusinguvspectroscopy，waterresearch，2001，35：3057‐3062)，通過測量納升級水樣在254nm波長下吸光度，計算水樣中toc含量。該技術(shù)簡單、快捷、價格低，但懸浮物、膠態(tài)物質(zhì)、ph等對測定有較大影響，此法僅僅對成分單一或組分簡單的水體適用。對于復(fù)雜水體如廢水樣，往往需要進(jìn)行必要的預(yù)處理。

上述檢測方法都需要復(fù)雜、昂貴的檢測儀器測量二氧化碳，操作繁瑣，只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，而且對操作人員的專業(yè)技能有較高要求。截止到目前為止，尚未發(fā)現(xiàn)有關(guān)比色法或分光光度法檢測toc的文獻(xiàn)報道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一套供野外或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)場使用的地表水、生活污水、工業(yè)廢水等樣品中總有機(jī)碳(toc)的快速檢測劑和檢測方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在堿性溶液中，有機(jī)物與過硫酸鹽反應(yīng)生成二氧化碳，繼而與氫氧化鈣反應(yīng)生成光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的碳酸鈣懸濁液，由此反應(yīng)原理制備總有機(jī)碳檢測粉劑，并建立檢測分析方法，具體制備方法如下：

按質(zhì)量比稱取氫氧化鈣：氫氧化鈉：過硫酸鹽＝3～10：10～40：50～100，混合均勻，研磨成粉，得總有機(jī)碳檢測劑。

上述過硫酸鹽指過硫酸銨，或過硫酸鉀，或過硫酸鈉；

上述氫氧化鈣，氫氧化鈉和過硫酸鹽均為市售分析純化學(xué)品。

該檢測粉劑使用方法如下：取5～10ml待測水樣于玻璃試管內(nèi)，加入2滴2mol/l硫酸溶液，劇烈搖動1分鐘，加入0.1～0.5g總有機(jī)碳檢測劑，搖動溶解，將試管置于聚亞胺加熱器上，煮沸5～10分鐘后，將試管置于冷水中冷卻5～10分鐘，搖勻后將液體轉(zhuǎn)移到比色池，利用比色計或分光光度計測量，即得待測水樣中總有機(jī)碳含量。

上述待測水樣指地表水、生活污水和工業(yè)廢水。

上述2mol/l硫酸溶液為市售優(yōu)級純濃硫酸配制。

上述聚亞胺加熱器為市售產(chǎn)品。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)和特色如下：

1，傳統(tǒng)的總有機(jī)碳(toc)標(biāo)準(zhǔn)檢測方法(hj/t71‐2001)須配合非色散紅外吸收儀使用，操作復(fù)雜，檢測成本高，且須首先排除無機(jī)碳干擾，而本發(fā)明僅為一種檢測粉劑，替代標(biāo)準(zhǔn)方法中的磷酸和過硫酸鉀液體試劑，利用比色計或分光光度計測量，無機(jī)碳共存不干擾檢測。

2，本發(fā)明的總有機(jī)碳檢測劑制備方法簡單，質(zhì)量穩(wěn)定，運(yùn)輸、攜帶方便，操作使用簡單、檢出限為1mg/ltoc，可用于地表水、污水中toc的快速檢測，尤其適合于野外或現(xiàn)場使用。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

總有機(jī)碳檢測劑的制備

稱取10g氫氧化鈣、20g氫氧化鈉、100g過硫酸鉀，混合后，研磨成粉，得總有機(jī)物檢測劑。

實(shí)施例2

采用本發(fā)明的實(shí)施例1得到的總有機(jī)碳檢測劑測定湖水toc濃度

取10ml某湖水于玻璃試管，加入2滴2mol/l硫酸溶液，劇烈搖動1分鐘，加入0.2g總有機(jī)碳檢測劑，搖勻溶解后，將試管置于聚亞胺加熱器(pih02型，工作電壓24v、功率25w，上海綠帝環(huán)保科技有限公司生產(chǎn))，加熱至沸騰，5分鐘后將試管置于冷水中冷卻5分鐘，搖勻后將液體轉(zhuǎn)移到比色池，以水為參比，利用分光光度計在500nm波長下測定吸光度，代入總有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算湖水中toc濃度是8.2mg/l，與hj/t71‐2001標(biāo)準(zhǔn)檢測方法結(jié)果8.9mg/l一致，檢測全過程不足15分鐘，明顯短于hj/t71‐2001標(biāo)準(zhǔn)檢測方法的30分鐘，而且操作更為簡單，數(shù)據(jù)可靠，因此，該檢測劑適合于地表水toc快速現(xiàn)場檢測。

實(shí)施例3

采用本發(fā)明的實(shí)施例1得到的總有機(jī)碳檢測劑測定污水中toc濃度

取某污水處理廠出水10ml于玻璃試管，加入2滴2mol/l硫酸溶液，劇烈搖動1分鐘，加入0.2g總有機(jī)碳檢測劑，搖勻溶解后，將試管置于聚亞胺加熱器(pih02型，工作電壓24v、功率25w，上海綠帝環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn))，加熱至沸騰，5分鐘后將試管置于冷水中冷卻5分鐘，搖勻后將液體轉(zhuǎn)移到比色池，以水為參比，利用分光光度計在500nm波長下測定吸光度，代入總有機(jī)碳標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計算碳基toc濃度為48.0mg/l，與hj/t71‐2001標(biāo)準(zhǔn)檢測方法結(jié)果51.7mg/l一致。