Μέθοδος Θερμαινόμενης Οξείδωσης
Ο διαλελυμένος οργανικός άνθρακας ορίζεται ως η οργανική ύλη που μπορεί να περάσει μέσα από ένα φίλτρο. Ο οργανικός άνθρακας μπορεί να είναι ετερόχθων ή να προέρχεται από το εξωτερικό ενός φυσικού συστήματος (για παράδειγμα από ατμοσφαιρική εναπόθεση ή μεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις μέσω ροής υδατορεύματος), ή να είναι αυτόχθονος από το άμεσο περιβάλλον του συστήματος του (για παράδειγμα φυτική – μικροβιακή ύλη και ιζήματα – εδάφη εντός της λεκάνης απορρόης). Υψηλές ποσότητες οργανικής ύλης είναι κοινές σε περιοχές με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, όπως είναι οι υγρότοποι[1].
Ο οργανικός άνθρακας υποβαθμίζει την ποιότητα του νερού καταναλώνοντας διαλελυμένο οξυγόνο στο υδάτινο περιβάλλον, ενώ ορισμένες μορφές του είναι δυνητικά τοξικές και μπορούν να συσσωρευτούν μέσω της τροφικής αλυσίδα και να προκαλέσουν επιβλαβείς επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία[2],[3],[4]. Ο ολικός οργανικός άνθρακας είναι ένας ευρέως χρησιμοποιούμενος δείκτης για την εκτίμηση της συνολικής ποσότητας οργανικών ενώσεων σε δείγματα νερού, προσφέροντας τα πλεονεκτήματα του σχετικά μικρού χρόνου ανάλυσης και της αυτοματοποιημένης μεθόδου ανάλυσης σε σύγκριση με άλλες[5].
Η ακριβής ποσοτικοποίηση του ολικού οργανικού άνθρακα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη μέθοδο οξείδωσης που εφαρμόζεται. Η μέθοδος υψηλής θερμοκρασίας καύσης και η υγρή χημική οξείδωση έχουν χρησιμοποιηθεί εκτενώς για την οξείδωση οργανικών ενώσεων[6],[7]. Η αποτελεσματικότητα της μεθόδου υψηλής θερμοκρασίας καύσης φθάνει σχεδόν το 100% και θεωρείται πως η συγκεκριμένη μέθοδος είναι κατάλληλη για τη μέτρηση οργανικού άνθρακα σε σύνθετες δείγματα που περιέχουν αυξημένα επίπεδα ολικού οργανικού άνθρακα, όπως ορισμένα απόβλητα ύδατα[7]. Το μειονέκτημα της συγκεκριμένης μεθόδου είναι η δυσκολία στην εφαρμογή της στο πεδίο, όπως σε απευθείας συστήματα παρακολούθησης.
H μέθοδος υψηλής θερμοκρασίας καύσης για την μέτρηση του ολικού διαλελυμένου άνθρακα περιλαμβάνει την μετατροπή του ανόργανου άνθρακα σε διαλελύμενο διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το οποίο και απομακρύνει από το δείγμα. Ο υπολειπόμενος (οργανικός) άνθρακας οξειδώνεται στην συνέχεια σε υψηλή θερμοκρασία σε διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να ανιχνευθεί από τον NDIR οργανικό άνθρακα.
1. Organic Carbon. Bio-geochemical Methods. https://serc.carleton.edu/microbelife/research_methods/biogeochemical/organic_carbon.html \
2. Schwarzbauer, J., Heim, S., Brinker, S., & Littke, R. (2002, May). Occurrence and alteration of organic contaminants in seepage and leakage water from a waste deposit landfill. Water Research, 36(9), 2275–2287. https://doi.org/10.1016/s0043-1354(01)00452-3
3. Kolpin, D. W., Furlong, E. T., Meyer, M. T., Thurman, E. M., Zaugg, S. D., Barber, L. B., & Buxton, H. T. (2002, August 14). Response to Comment on “Pharmaceuticals, Hormones, and Other Organic Wastewater Contaminants in U.S. Streams, 1999−2000: A National Reconnaissance.” Environmental Science & Technology, 36(18), 4007–4008. https://doi.org/10.1021/es020136s
4. Kim, S., Cheong, S., & Gonzalez, R. (2016, July). Engineering Escherichia coli for the synthesis of short- and medium-chain α,β-unsaturated carboxylic acids. Metabolic Engineering, 36, 90–98. https://doi.org/10.1016/j.ymben.2016.03.005
5. Yoon, G., Park, S. M., Yang, H., Tsang, D. C., Alessi, D. S., & Baek, K. (2018, May). Selection criteria for oxidation method in total organic carbon measurement. Chemosphere, 199, 453–458. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.02.074
6. Wallace, B., Purcell, M., & Furlong, J. (2001, December 20). Total organic carbon analysis as a precursor to disinfection byproducts in potable water: Oxidation technique considerations. Journal of Environmental Monitoring, 4(1), 35–42. https://doi.org/10.1039/b106049j
7. Suzumura, M. (2008, November). Persulfate chemical wet oxidation method for the determination of particulate phosphorus in comparison with a high-temperature dry combustion method. Limnology and Oceanography: Methods, 6(11), 619–629. https://doi.org/10.4319/lom.2008.6.619