مدونات

يُعدّ إجمالي الكربون العضوي (TOC) مؤشرًا مهمًا لقياس إجمالي كمية المواد العضوية في الماء. فهو يعكس جودة الماء من خلال قياس محتوى الكربون فيه. حاليًا، تشمل طرق قياس إجمالي الكربون العضوي في الماء بشكل رئيسي طريقة الأكسدة منخفضة الحرارة، وطريقة الاحتراق، وطريقة التوصيل. تُعد طريقة الأكسدة بالاحتراق - امتصاص الأشعة تحت الحمراء غير المشتتة (NDIR) تقنية شائعة الاستخدام لتحديد إجمالي الكربون العضوي. يمكنها أكسدة الكربون العضوي في الماء بالكامل والحصول على نتائج دقيقة من خلال الكشف الدقيق عن امتصاص الأشعة تحت الحمراء. تتميز هذه الطريقة بقصر وقت القياس ودقتها العالية، مما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في معالجة المياه ومراقبة جودتها في العديد من دول العالم.

ستوضح هذه المقالة كيفية استخدام جهاز تحليل الكربون العضوي الكلي WTOC200 لتحديد محتوى الكربون العضوي الكلي في عينات المياه ذات درجات الملوحة المختلفة. باستخدام طريقة الطرح، تم اختبار ست عينات مياه بدقة لضمان دقة وموثوقية النتائج.

الجزء التجريبي

الجهاز والكواشف

الجهاز: جهاز تحليل الكربون العضوي الكلي WTOC2000

الكواشف:

فثالات هيدروجين البوتاسيوم (كاشف مرجعي)

كربونات الصوديوم (كاشف مرجعي)

بيكربونات الصوديوم (نقاء فائق)

حمض الفوسفوريك (نقاء فائق)

ماء مقطر بدون ثاني أكسيد الكربون

الطريقة التجريبية

تحضير محلول قياسي [p(كربون عضوي، C) = 1000 ملغم/لتر]

وزن 2.1254 غ من فثالات هيدروجين البوتاسيوم، و4.4085 غ من كربونات الصوديوم اللامائية، و3.5000 غ من بيكربونات الصوديوم. ضع المحلول في دورق، وأضف إليه ماءً نقيًا لإذابته، ثم انقله إلى دورق قياس حجمي سعة 1000 مل، وخفّفه إلى الميزان بالماء النقي، واخلط جيدًا للحصول على محلول قياسي بقيمة إجمالية كربونية تساوي 1000 ملغم/لتر.

محلول حمض الفوسفوريك (الكسر الحجمي 10%)

قياس 10 مل من حمض الفوسفوريك عالي الجودة، وخفّفه إلى 100 مل بماء فائق النقاء (صالح لمدة شهر).

الظروف التجريبية

الأساليب التجريبية والبيانات التجريبية

رسم المنحنى القياسي

بناءً على المحلول القياسي، تم تحضير سلسلة من المحاليل القياسية المختلطة بتركيزات مختلفة، بتركيزات كربون إجمالية 0.0، 4.0، 10.0، 20.0، و40.0 ملغم/لتر، وتركيزات كربون غير عضوي 0.0، 2.0، 5.0، 10.0، و20.0 ملغم/لتر. استُخدم نفس حجم المحاليل بتركيزات مختلفة للحقن لرسم المنحنى القياسي. باستخدام كتلة الكربون كإحداثي أفقي وإشارة المساحة المتكاملة كإحداثي رأسي، تم الحصول على معادلة المنحنى التالية بالتوافق التربيعي:

معادلة منحنى TC: Y = -5024648.3X² + 324998.2X + 1.4، معامل الارتباط R = 1.0000

معادلة منحنى TIC: Y = -5995021.6X² + 334757.0X + 6.4، معامل الارتباط R = 0.9998

ضبط الجودة

تم تحضير محلول قياسي مختلط بتركيز كربون كلي قدره 20.0 ملغم/لتر وتركيز كربون غير عضوي قدره 10.0 ملغم/لتر للتحقق من المنحنى القياسي بشكل عكسي. بحساب نتائج الاختبار العكسي، بلغ الانحراف المعياري النسبي (RSD) لـ TOC 0.88% وخطأ المؤشر 3.00%، وكلاهما يفي بالمتطلبات القياسية.

معالجة العينة مسبقًا

وفقًا لمعلومات محتوى الملح في العينات، يبلغ محتوى الملح في "العينة 1" و"العينة 2" و"العينة 3" و"العينة 4" حوالي 15%، بينما يبلغ محتوى الملح في "العينة 5" و"العينة 6" حوالي 26%. لضمان دقة الاختبار، وتقليل تأثير العينات عالية الملوحة على نتائج الاختبار، وتقليل فقدان المواد الاستهلاكية للجهاز، يُستخدم ماء فائق النقاء لتخفيف "العينة 1" إلى "العينة 4" 20 مرة قبل اختبار الحقن، بينما يُخفف "العينتان 5" و"العينة 6" 50 مرة قبل الاختبار.

نتائج اختبار العينة

بتحليل نتائج اختبار ست عينات مخففة، وُجد أن محتوى الكربون غير العضوي في جميع العينات منخفض، وأن نسبته في إجمالي الكربون منخفضة أيضًا. بناءً على هذه الميزة، يُمكن استخدام طريقة الطرح في الاختبار لضمان دقة البيانات بفعالية، وهي مناسبة لتحليل هذه العينات.

تظهر نتائج اختبار العينة أدناه:

ملاحظة: نتائج الاختبار في الجدول أعلاه هي جميع بيانات الاختبار المحولة.

التحليل والملخص

في هذه التجربة، خُفِّفت العينات عالية الملوحة بشكل مناسب لتقليل تركيزها قبل الاختبار. أظهرت النتائج التجريبية أن جهاز تحليل الكربون العضوي الكلي WTOC2000 قادر على اختبار عينات المياه عالية الملوحة بفعالية، وكانت نتائج الاختبار جيدة. يتوافق تكرار هذه الطريقة وخطأها مع متطلبات المعايير ذات الصلة، مما يثبت أن الجهاز مناسب لتحليل العينات عالية الملوحة.