測定
TOD是用燃燒法測定的,它能反映出幾乎全部有機物質(C、H、O、N、P、S)經燃燒後變成CO、HO、NO、PO和SO時所需要的氧量,比BOD和COD都更接近理論需氧量的值。
TOD分析儀的測定原理是:將少量水樣與含一定氧氣的惰性氣體(氮氣)一起送入裝有鉑催化劑的高溫燃燒管中(900℃),水樣中的還原性物質在900℃溫度下被瞬間燃燒氧化,測定惰性氣體中氧氣的濃度,根據氧的減少量求得水樣的TOD值。
TOD測定在專用測試儀中進行,其裝置如圖1所示。TOD儀與TOC儀相比,最大的不同在於:測試過程中,TOD儀能精確控制載氣(精確配製的標準氧氣和氮氣為介質氣並做載氣)的流量,進而可準確得到測試的實際消耗的氧量。
當水樣中含有溶解氧或含有在高溫催化條件下反應產生氧的物質時,均會干擾TOD的準確測定,使測試值偏低。
如當水樣中含較多硝酸鹽和亞硝酸鹽時,由於它們在900℃高溫及催化條件下會放出氧氣,從而使得TOD測定值偏低。為了消除上述干擾,可以先將水樣pH值調至10以上,加入還原性金屬粉末,使硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氨,再用惰性氣體把氨吹脫,以消除其干擾。
TOC與TOD之間的比較
TOC與TOD都是利用燃燒法來測定水中有機物的含量。所不同的是,TOC是以碳的含量表示的,TOD是以還原性物質所消耗氧的數量表示的,且TOC所反映的只是含碳有機物,而TOD反映的是幾乎全部有機物質。根據TOD對TOC的比例關係,可以大體確定水中有機物的種類。對於只含碳的化合物而言,因為一個碳原子燃燒時消耗兩個氧原子,O/C=2.67,所以從理論上講,TOD=2.67TOC。若水樣的TOD/TOC≈2.67,可認為水中主要是含碳有機物。若TOD/TOC>4.0,則水樣中可能有較多的含N、P或S的有機物,因為它們只顯示TOD值而不顯示TOC值。當TOD/TOC<2.6時,水樣中硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量可能較大,它們在高溫和催化條件下分解放出氧,使TOD測定呈現負誤差。
相關概念
TOC,即總有機碳,是以碳的含量表示水中有機物質的總量,結果以碳(C)的濃度(mg/L)表示。碳是一切有機物的共同成分,組成有機物的主要元素,水的TOC值越高,說明水中有機物含量越高,因此,TOC可以作為評價水質有機污染的指標。當然,由於它排除了其他元素,如高含N、S或P等元素有機物在燃燒氧化過程中,同樣參與了氧化反應,但TOC以C計結果中並不能反映出這部分有機物的含量。TOC的測定是採用儀器法,按工作原理不同,可分為燃燒氧化—非分散紅外吸收法、電導法、濕法氧化—非分散紅外吸收法等。其中燃燒氧化—非分散紅外吸收法流程簡單、重現性好、靈敏度高,在國內外被廣泛採用。
生化需氧量是指一定條件下,好氧微生物分解水中的可氧化物質,特別是有機物的生物化學過程中所消耗溶解氧的量,用BOD表示。
COD,即化學需氧量,是指在一定條件下,水中易被強氧化劑氧化的還原性物質所消耗氧化劑的量,結果以氧的濃度(mg/L)表示。