在微重力環(huán)境下檢測水中總有機物含量的方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種檢測水中總有機物含量的方法，尤其涉及一種在微重力環(huán)境下檢測水中總有機物含量的方法。
【背景技術】
[0002]水中總有機碳(TOC)含量代表了水中所含有機物的總和，反映水被有機物污染程度，對于它的檢測是一種全面反映水質(zhì)的手段。目前，對于總有機碳分析的測量已被廣泛地應用在地表水、飲用水、海水、工業(yè)用水、制藥用水等的監(jiān)測。此方式實際上已經(jīng)成為世界上水質(zhì)控制的主要檢測手段。
[0003]由于直接對水中的總有機碳含量進行定量測量非常困難，目前，普遍的測量方法是先將水中總有機碳氧化生成二氧化碳，然后對產(chǎn)生的二氧化碳進行定量測量，由于碳元素的守恒，因此可以根據(jù)二氧化碳的量來推算水中總有機碳的含量。由此，可將對水中總有機碳的測量分為兩個步驟:1)將水中的總有機碳充分氧化，生成二氧化碳;2)檢測并測量產(chǎn)生的二氧化碳的含量。
[0004]在微重力環(huán)境下進行水中總有機物含量的測量，對于太空活動尤為重要。由于向太空中運送物資的次數(shù)有限，且花費巨大，所以，太空中的很多資源必須循環(huán)利用。水作為太空中最重要的資源之一，更是如此。對太空中循環(huán)利用的水資源，需要對凈化處理過后的水質(zhì)進行評判，以保障循環(huán)用水的安全性。
[0005]目前，在國際空間站上應用的總有機碳檢測方法是電化學燃燒法結(jié)合非分散紅外檢測法，但是，該方法存在一些無法避免的問題和缺陷，即該方法存在一個氣液分離過程，需要研制高性能的氣液分離裝置，耗資巨大，過程復雜，并且這種裝置在國內(nèi)外并不易普及。另外，在本領域研究人員試圖嘗試其它微重力環(huán)境下可有效檢測水中總有機物含量的方法過程中，存在使用危險化學用品的情況，例如需要使用過硫酸銨(氧化劑)等化學物質(zhì)，對于在微重力環(huán)境中的使用構(gòu)成安全隱患，并且這些途徑的穩(wěn)定性還有待提高。因此，開發(fā)新型的微重力環(huán)境下檢測水中總有機物含量的方法是當務之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種可減輕對化學用品的依賴性、安全性高、無需氣液分離過程的在微重力環(huán)境下檢測水中總有機物含量的方法。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種在微重力環(huán)境下檢測水中總有機物含量的方法，包括以下步驟:
(1)將待測水溶液(即待測含有機物的水溶液)先進行酸處理，然后均分為兩份，分別作為檢測樣品和對照樣品；
(2)將所述檢測樣品通過電極氧化反應進行充分氧化，生成C02，所述對照樣品不進行氧化處理；
(3)將氧化后的檢測樣品和未氧化的對照樣品分別通過選擇性薄膜進行過濾，濾出氧化后的檢測樣品中的CO2和未氧化的對照樣品中的CO2;
(4)測量氧化后的檢測樣品中CO2的電導率，計算得到待測水溶液的總碳含量TC;測量未氧化的對照樣品中CO2的電導率，計算得到待測水溶液的無機碳含量IC;采用差減法計算得到待測水溶液的有機碳含量T0C，即得到待測水溶液中總有機物的含量。
[0008]上述的在微重力環(huán)境下檢測水中總有機物含量的方法中，優(yōu)選的，所述步驟(2)中，所述電極氧化反應為BDD電極氧化反應。
[0009]上述的在微重力環(huán)境下檢測水中總有機物含量的方法中，優(yōu)選的，所述BDD電極氧化反應中，所述檢測樣品中有機物氧化生成二氧化碳的轉(zhuǎn)換率達98.3%以上。
[0010]上述的在微重力環(huán)境下檢測水中總有機物含量的方法中，優(yōu)選的，所述步驟(3)中，所述選擇性薄膜為氣體滲透膜。
[0011 ]上述的在微重力環(huán)境下檢測水中總有機物含量的方法中，優(yōu)選的，所述步驟(I)中，所述酸為磷酸。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1.本發(fā)明創(chuàng)新地提出利用電化學燃燒法(優(yōu)選參硼金剛石電極)與薄膜電導率檢測法相結(jié)合的總有機物測量方法檢測微重力環(huán)境下水中總有機物的含量，該方法減輕了對化學物品的依賴性，可顯著提高檢測安全性，也不存在氣液分離過程，可以解決現(xiàn)有技術中存在的難點和不足，有效地在微重力環(huán)境下進行使用。
[0013]在現(xiàn)有技術中，在國際空間站上應用的總有機碳檢測方法是電化學燃燒法結(jié)合非分散紅外檢測法，在這個過程中需要進行一個氣液分離過程，而目前在微重力環(huán)境中的氣液分離裝置非常復雜且體積龐大，無法匹配總有機碳分析裝置。因此，本發(fā)明創(chuàng)新的提出電化學燃燒法與薄膜電導率檢測法的結(jié)合，以此省去氣液分離過程，同時減少化學試劑的使用，提高在微重力環(huán)境中的安全性。
[0014]2.本發(fā)明的方法中，電極氧化反應優(yōu)選BDD電極氧化反應。參硼金剛石BDD(Boron-Doped Diamond)電極的析氧電位高達28V，表現(xiàn)出極好的電催化性能，也具有許多傳統(tǒng)電極材料不可比擬的優(yōu)異特性，如:寬電化學勢窗、低背景電流、良好的電化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性以及表面不易被污染等。在常溫常壓下通過電化學高級氧化技術EAOP可直接將有機物礦化。Diachem、Si/BDD、Nb/BDD、Ti/BDD電極以及表面改性后的BDD電極可在電極表面產(chǎn)生具有強氧化性的羥基自由基，對酚類、染料、農(nóng)藥和表面活性劑等有機廢水的降解能力較強。BDD電極可降解多種有機物，電流效率>90%，可使有機物完全礦化。BDD電極氧化有機污染物的機理為電化學燃燒，即有機污染物被電極表面物理吸附的“活性氧”(羥基自由基0H)通過電化學燃燒生成0)2和出0。相比于其他電極，OH可在金剛石表面產(chǎn)生并且具有很高的電流效率。此過程不需要加入大量的化學試劑、不會產(chǎn)生二次污染、也不需要向陰極通入氧氣，減少了配套設施的數(shù)量，所以EAOP比其他電化學氧化過程更有優(yōu)勢。
[0015]3.本發(fā)明的方法中，將水中TOC氧化生成⑶2后，采用氣體滲透膜選擇性地透過