上海一韦仪器产品针对水质与土壤中TOC的监测

摘  要

总有机碳（TOC）是评价水体和固体样品中有机物污染程度的综合性指标。本文围绕水环境与土壤环境中TOC监测的现行标准方法，介绍了上海一韦仪器科技有限公司的TOC-6200干法总有机碳分析仪和TOC-6600固液一体总有机碳分析仪的技术特点及其标准符合性。TOC-6200采用高温催化氧化—非分散红外检测原理，可满足HJ 501—2009、GB/T 5750.7—2023和CJ/T 51—2018等水质标准的测定要求。TOC-6600兼具固体与液体样品分析能力，配合IM600多功能高能球磨仪完成土壤等固体样品的研磨前处理，可满足HJ 695—2014、GB/T 19145—2022和GB/T 47297—2026等土壤的总有机碳测定需求。

关键词：总有机碳；水质监测；土壤监测；高温燃烧氧化；样品前处理

一、水环境与土壤环境中TOC监测的背景与意义

总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）是以碳含量表示样品中有机物总量的综合指标，能够更直接地反映有机物质的总量水平，且分析周期短、抗干扰能力强，已成为水环境质量评价和土壤碳循环研究中的重要参数。

在水环境监测领域，我国已形成较为完善的TOC方法标准体系。HJ 501—2009《水质 总有机碳的测定 燃烧氧化-非分散红外吸收法》规定了地表水、地下水、生活污水和工业废水的TOC测定方法；GB/T 5750.7—2023《生活饮用水标准检验方法 第7部分：有机物综合指标》规定了生活饮用水及水源水中TOC的测定要求；CJ/T 51—2018《城镇污水水质标准检验方法》对城镇污水中TOC的测定范围和方法作出了明确规定。

在土壤环境监测领域，HJ 695—2014《土壤 有机碳的测定 燃烧氧化-非分散红外法》是生态环境部发布的土壤有机碳测定行业标准；GB/T 47297—2026《土壤总碳、总氮、总硫含量的测定》规定了土壤中总碳、总氮、总硫的同时测定方法。上述标准均要求固体样品经过研磨至特定粒度并过筛后才能进行高温燃烧分析，样品前处理的质量直接影响测定结果的准确性。

上海一韦仪器科技有限公司针对水质和土壤两大TOC监测场景，推出了以TOC-6200和TOC-6600为核心的产品组合，并配套IM600多功能高能球磨仪完成固体样品前处理，形成了从样品制备到仪器分析的完整解决方案。

二、TOC-6200在水质监测中的应用

TOC-6200是一款多用途总有机碳分析仪，通过高温催化氧化法或紫外过硫酸盐氧化法将水样中的有机碳转化为二氧化碳，再由NDIR（非分散红外检测器）进行定量检测。仪器分析模式涵盖TC、IC、NPOC、TOC四种，可根据水样性质灵活选择差减法或直接法。

主要技术参数如下：燃烧温度680～1000 ℃（可调）；测量范围TC 0～30000 mg/L、TOC 0～30000 mg/L；最低检出限5 ppb（μg/L）；重复性≤1.5%；载气为高纯氧气（99.999%）；进样体积50～5000 μL可变。仪器可选配24/40/70/90位自动进样器，配合自动稀释、自动标准曲线和自动清洗功能，实现批量水样的无人值守分析。

对照HJ 501—2009，该标准规定水质TOC检出限为0.1 mg/L，测定下限为0.5 mg/L，方法原理为高温燃烧管催化氧化—非分散红外检测。TOC-6200的检出限（4 ppb = 0.004 mg/L）远优于标准要求；测量范围（0～30000 mg/L）完全覆盖标准方法的校准曲线区间；重复性（≤1.5%）优于标准中实验室内相对标准偏差2.9%的要求；燃烧温度范围与高温催化氧化原理完全匹配。

对照GB/T 5750.7—2023第7.1节，生活饮用水直接测定法最低检测质量浓度为0.5 mg/L，载气要求氮气或氧气纯度≥99.99%。TOC-6200检出限远优于0.5 mg/L的要求，载气采用99.999%高纯氧气，满足标准对载气纯度的要求。

对照CJ/T 51—2018第28节，城镇污水TOC测定范围为1 mg/L～1000 mg/L，采用燃烧氧化法分别测定总碳和无机碳。TOC-6200测量范围（0～30000 mg/L）完全覆盖该区间，仪器具备IC预去除功能，可在主机内部自动加酸吹扫去除无机碳，与标准方法原理一致。

三、TOC-6600固液一体总有机碳分析仪的应用

TOC-6600是在固体燃烧型总有机碳分析仪基础上升级的固液一体产品，兼具固体、半固体和液体样品的TOC测定能力。仪器采用高温燃烧氧化—NDIR检测原理，分析模式涵盖TC、TIC、TOC，可拓展总氮（TN）和总硫（TS）检测模块。主要技术参数：燃烧温度680～1200 ℃（可调）；固体进样量＜3 g；液体进样量50～5000 μL；测量范围0～30 mg C；最低检出限50 ppb；配备电子冷却进样舟，多档进样速度可选。

3.1 土壤样品前处理——IM600多功能高能球磨仪

在土壤样品的TOC测定中，样品研磨粒度直接影响燃烧效率和测定结果的准确性。HJ 695—2014第7.2条规定：取10～20 g过2 mm（10目）筛后的土壤样品，研磨至全部过0.097 mm（160目）土壤筛。GB/T 19145—2022第7.2.1条要求将样品粉碎至粒径为0.075 mm～0.18 mm。GB/T 47297—2026第7.2条规定土壤样品全部通过0.149 mm孔径筛。

IM600多功能高能球磨仪是固体样品研磨前处理的理想配套设备。该仪器最大转速可达2000 rpm，最终出料粒度＜5 μm，最大进料尺寸＜10 mm，研磨罐体积涵盖1.5 mL～50 mL多种规格，材质包括不锈钢、碳化钨、玛瑙、氧化锆等。仪器支持干磨、湿磨和冷冻研磨三种模式，典型应用样品明确包含土壤、矿物、矿石、污水污泥等环境类样品。

对照各标准要求，IM600出料粒度（＜5 μm）远优于HJ 695—2014要求的0.097 mm（160目）、GB/T 19145要求的0.075～0.18 mm和GB/T 47297要求的0.149 mm过筛要求，研磨后的样品配合标准筛网可轻松达到各标准的粒度规定。此外，仪器提供玛瑙和氧化锆研磨罐材质选择，可有效降低金属空白对痕量碳分析的干扰，适用于低含量有机碳土壤样品的前处理。

3.2 土壤中总有机碳分析

HJ 695—2014《土壤 有机碳的测定 燃烧氧化-非分散红外法》标准方法的原理为：风干土壤样品在富含氧气的载气中加热至680 ℃以上，样品中有机碳被氧化为二氧化碳，经非分散红外检测器检测定量；当样品量为0.050 g时，方法检出限为0.008%，测定下限为0.032%。TOC-6600采用高温燃烧氧化—NDIR检测原理，与标准方法完全一致；燃烧温度范围满足标准中加热至680 ℃以上的要求，温度连续可调；固体进样量覆盖标准中0.05 g的称样要求；TIC模式采用磷酸酸化去除无机碳，与标准中滴加磷酸溶液去除碳酸盐干扰的原理一致。

GB/T 47297—2026《土壤总碳、总氮、总硫含量的测定》采用高温燃烧法，在纯氧条件下将土壤中碳、硫、氮分别转化为CO₂、SOₓ、NOₓ，经分离后由检测器分别定量。TOC-6600可拓展TN和TS检测模块，与标准同时测定总碳、总氮、总硫的需求高度匹配；燃烧温度680～1200 ℃可调，覆盖标准附录中管式炉950～1150 ℃的燃烧温度条件；土壤样品需通过0.149 mm孔径筛的前处理要求，可由IM600研磨仪配合筛分设备完成。

3.3 液体样品分析能力

除固体样品外，TOC-6600同样支持液体样品的TOC测定，可直接分析地表水、地下水、工业废水、土壤浸出液等各类水样。对于同时承担水质和土壤检测任务的环境监测站、第三方检测机构和科研院所，一台TOC-6600即可覆盖固液两类样品的TOC分析需求，有效减少多台仪器的配置成本和维护工作量。

在实际应用中，实验室可根据样品类型灵活切换分析模式：水质样品直接液体进样，固体样品经IM600研磨前处理后固体进样，TIC模式自动完成无机碳的酸化吹扫去除，实现固液样品的一机多用。

四、结语

综上所述，上海一韦仪器的TOC-6200和TOC-6600两款产品分别针对水质监测和土壤/固液一体化监测两大场景，各项技术参数均与现行环境类标准方法的要求相匹配。TOC-6200以其高检出灵敏度和宽测量范围，可满足各类水质TOC标准的测定需求；TOC-6600配合IM600研磨仪完成固体样品前处理，可满足HJ 695—2014土壤有机碳、GB/T 47297—2026土壤碳氮硫等测定要求，同时兼具液体样品分析能力，为环境监测实验室提供了灵活、高效的TOC分析解决方案。