DE3117537A1

DE3117537A1 - Verfahren zur diskontinuierlichen und/oder kontinuierlichen messung des gesamtinhaltes an organischem kohlenstoff in waessrigen loesungen

Info

Publication number: DE3117537A1
Application number: DE19813117537
Authority: DE
Inventors: Péter Dipl.-Chem. Dr. 1212 Budapest Gelencsér; István Dipl.-Ing. Dr. 1122 Budapest Hoffmann; Zoltán Dipl.-Ing. 1118 Budapest Korkosák; Szilárd Dipl.-Ing. 1089 Budapest Kovács; Péter Dipl.-Ing. Dr. 1119 Budapest Litheráthy
Original assignee: VITUKI VIZGAZDALKODASI TUDOMAN
Current assignee: VITUKI VIZGAZDALKODASI TUDOMAN
Priority date: 1980-05-19
Filing date: 1981-05-04
Publication date: 1982-03-11
Also published as: HU182136B

Description

Verfahren zur diskontinuierlichen und/oder kontinuierlichen
Messung des Gesamtinhaltes an organischem Kohlenstoff in wässrigen Lösungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Gesamtinhaltes an organischem Kohlenstoff (TOC = total organic carbon) in wässrigen Lösungen. Im Laufe des Verfahrens wird die organische Substanz durch Zerstörung mit Uv-Strahlung in Kohlendioxid umgewandelt, wobei die Bestimmung des entstandenen Kohlendioxids in der wässrigen Phase mittels einer gegenüber Kohlendioxid sensibilisierten Elektrode erfolgt.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann beim Wassergüteschutz, bei Prüfung von Oberflächengewässern, industriellen und anderen Abwässern vorteilhaft angewendet werden.
Die TOC-Bestimmung stellt die zeitgemässeste Bestimmung des Gehaltes an organischen Substanzen in wässrigen Lösungen dar.
Es sind Verfahren bekannt, die darauf beruhen, dass das durch Einwirkung von Wärme oder UV-Strahlung entstandene Kohlendioxid in eine Gasphase gerät. Die Bestimmung des entstandenen Kohlendioxids kann unmittelbar in der Gasphase mit einem Infrarotanalysator, z.B. nach dem von der Firma Beckman und Mahiak verwendeten Verfahren, oder nach erfolgter Umwandlung in Methan mit Hilfe eines Flammenionisationsdetektors (Dohrman, Carlo Erba Verfahren) erfolgen.
Nach einer anderen Bestimmung wird das Kohlendioxid in Wasser oder in einem sonstigen Reagens absorbiert und in dieser Phase unter Anwendung eines beliebigen analytischen Verfahrens bestimmt (z.B. Photochemical Method of Determining Organic Carbon, Hydrochemical Materials, Band 46, S. 111 ff., Novocherkash Hydrochemical Institut, USSR).
Von den gegenwärtig für diese Bestimmung hergestellten Apparaten stellt der von der amerikanischen Firma Sybron-Barnsted hergestellte Apparat "PHOTOCHEM" die modernste Version dar; bei diesem Verfahren findet die Zerstörung mit UV-Strahlung statt; das entstandene Kohlendioxid wird aus der ursprünglichen Probe ausgetrieben und in Wasser absorbiert, daraufhin wird die Zunahme der Leitfähigkeit gemessen (US-PS 3 958 941).
Der Nachteil der auf den bekannten Verfahren beruhenden Apparate liegt in der komplizierten Gestaltung und in dem hohen Anschaffungspreis, wodurch eine weitgehende Verwendung als Munitor begrenzt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat zum Ziel, eine Methodik zu entwickeln, mit welcher das bei der Zerstörung entstandene Kohlendioxid ohne etwaige Phasentrennung in der ursprünglichen Probe bestimmt wird, wodurch ein einfacher, betriebssicherer, aus wenigen Bestandteilen bestehender, auch kontinuierlich in Betrieb haltbarer Apparat realisiert werden kann.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer im sauren Medium vorgenommenen UV- Zerstörung kein weiteres flüchtiges Reaktionsprodukt ausser dem Kohlendioxid entsteht; auf diese Weise kann der Gehalt an Kohlendioxid in der wässrigen Phase mit Hilfe einer gegenüber Kohlendioxid sensibilisierten Elektrode, Welche ansonsten durch die Anwesenheit sonstiger flüchtiger Kopponenten gestört Wäre, gemessen werden kann.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird die WasserProbe in eipem geschlossenen Raum der UV-Zerstörung unterworfen, wobei der Kohlenstqffinhalt der organischen Substanz in Kohlendioxid umgewandelt wird und in gelösten Zustand in der wässrigen Phase verbleibt; nach der kompletten Umwandlung bzw. Konversion wird die Kohlendioxldkonzentration mit einer qegenüber Kohlendioxid sensibilisierten potentiometrischen Elektrode gemessen, wobei der Messwert der Konzentration der organischen Substanz proportional ist.
per wesentliche Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt in der einfachen Ausführungsmöglichkeit; das Verfahren ermöglicht den Bau von TOC-Apparaten mit handelsüblichen, billigen Bestandteilen, die sowohl für Laboratoriumszwecke als auch als Monitoren geeignet sind.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden anhand einer möglichen Verfahrensvariante ausführlich erläutert: - Die Probe wird auf etwa pH 2 angesäuert, der Gehalt an anorganischem Kohlenstoff, der in Form von Karbonat und Hydrogenkarbonat anwesend ist, wird mit kohlendioxidfreier Luft oder Stickstoff entfernt, - um die zur Oxidation in Kohlendioxid erforderliche Sauerstoffmenge sicherstellen zu können, wird der Probe zweckmässig Kaliumpersulfat zugegeben, - in Abhängigkeit von der Qualität und Quantität der organischen Substanz in der Probe bzw. der Leistung des zur UV-Zerstörung verwendeten Reaktors, lässt man - eine geeignete Verweilzeit gewährleistend - die auf die beschriebene Weise vorbereitete Probe kontinuierlich durch den UV-Reaktor -zweckmässig unter Zwischenschaltung einer peristaltischen Pumpe strömen, - der den UV-Reaktor veranlassende Probe strom wird der Durchflusszelle der gegenüber Kohlendioxid sensibilisierten Elektrode zugeführt, - das Signal der gegenüber Kohlendioxid sensibilisierten Elektrode wird mit Hilfe einer Kalibrierung gemessen.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsweise wird der Gehalt an anorganischem Kohlenstoff nicht entfernt Bei diesem Verfahren wird erstens der Gehalt an anorganischem Kohlenstoff ohne UV-Zerstörung sowie anschliessend, nach erfolgter UV-Zerstörung der Gesamtgehalt an Kohlenstoff gemessen. Die Differenz der beiden Messergebnisse ergibt den TOC-Gesamtkohlenstoffgehalt.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren ist im wesentlichen nur die Gleichmässigkeit des Probestroms von äusserster Wichtigkeit, die mit Hilfe einer Pumpe leicht realisiert werden kann. Es ist wohl ersichtlich, Gass auf die geschilderte Weise Vorrichtungen mit äusserst einfachem Aufbau für die TOC-Messung konstruiert werden können, wobei sich die bei der Phasenumwandlung unerlässlichen Hahn-und Ventilsysteme erübrigen. Das Verfahren ist insbesondere für den Bau von Monitorinstrumenten, für die kontinuierliche Kontrolle von verschiedenen Wasserströmen bzw. technologischen Wässern bestens geeignet.

Claims

Verfahren zur diskontinuierlichen und/oder kontinuierlichen Messung des Gesamtinhaltes an organischem Kohlenstoff in wässrigen Lösungen Patentansprüche 1. Verfahren zur diskontinuierlichen und/oder kontinuierlichen Messung des Gesamtgehaltes an organischem Kohlenstoff in wässrigen Lösungen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Konversion der enthaltenen organischen Substanzen durch UV-Bestrahlung bewirkt wird, und das entstandene Kohlendioxid in der ursprünglichen wässrigen Phase mittels einer gegenüber Kohlendioxid sensibilisierten Elektrode gemessen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e 1 c h n e t dass als Fühler eine von der Flüssigkeitsphase durch eine Membran oder durch einen Luftspalt getrennte gegenüber Kohlendioxid sensibillsierte pH-Elektrode verwendet wird.