Toplam organik karbon (TOC) analizi, organik kirlilik seviyelerini ölçer ve bu nedenle genel su kalitesinin önemli bir göstergesidir. TOC, kromofor içermeyen bileşikler de dahil olmak üzere suda çözünmüş veya süspanse edilmiş her tür organik karbona yanıt verdiği için etkili bir izleme parametresidir.
Belirlenmiş aralıklarla toplanan nokta numunelerinin son derece hassas laboratuvar analizi için her iki masaüstü sistem ve giriş ve çıkış proses suyu akışlarını gerçek zamanlı olarak izleyen çevrimiçi analizörler mevcuttur. Bu iki analizör birlikte kullanıldığında su arıtma prosesinin izlenmesi ve optimizasyonu için en kapsamlı yaklaşımı sağlar.
Büyük nüfuslara hizmet eden su analiz sistemleri, genellikle "ham" su alım kaynağı olarak nehirler, göller ve rezervuarlar gibi yüzey sularına dayanır ve bu kaynaklardan gelen ham suyun kalitesi, kullanılan içme suyu arıtma sürecini belirler. Süreç ne olursa olsun, TOC analizi, su arıtma yöntemlerine uygun olarak organik karbon seviyelerinin doğru bir şekilde izlenmesi için kritik öneme sahiptir.
İçme suyu arıtma sürecinde, büyük döküntüleri gidermek için ham kaynak suyu bir elekten pompalanır. Klorun yerine geçen bir preoksidan olan potasyum permanganat (KMnO4), organik maddeyi oksitlemek için eklenebilen güçlü bir ajandır ve toplam organik trihalometanları (TTHM'ler) kontrol etmek için kullanılır. Ayrıca istenmeyen tatlar, kokular ve renkler verir. KMnO4 ilavesinden sonra su, flokülasyon ve çökeltme ile berraklaştırılır. Alum, demir tuzları veya organik polielektrolit polimerler, küçük partikülleri tortu olarak çöken daha büyük partiküllere pıhtılaştırmak için eklenir. Temiz su daha sonra kalan parçacıkları ve doğal organik maddeleri uzaklaştırmak için bir kum ve çakıl yatağından süzülür.
TOC'yi (Toplam Organik Karbon) belirlemek için çeşitli yöntemler vardır. En yaygın olarak kullanılanı Doğrudan veya NPOC (Temizlenmeyen Organik Karbon) yöntemidir. Bu belirlemede önce karbonatlar, hidrojen karbonatlar ve karbon dioksit gibi inorganik karbon bileşikleri elimine edilir. Bu amaçla, su numunesi bir mineral asit, örneğin hidroklorik asit ile karıştırılır, karbonatlar ve hidrojen karbonatlar, karbon dioksit ve suya dönüştürülür ve karbon dioksit, bir yıkama gazı kullanılarak numuneden tamamen çıkarılır. Hazırlanan numuneden bir kısım daha sonra sıcak bir katalizöre enjekte edilir.
Analizlerin büyük bir kısmı halen laboratuvarda yapılmaktadır. Burada numuneler hazırlanır ve çeşitli parametreler için incelenir. Çok sayıda analiz cihazı ve ölçüm cihazı, farklı analiz yöntemlerinin esnek bir şekilde kullanılmasını sağlar. Göz ardı edilmemesi gereken önemli bir çalışma alanı örneklemedir. Burada çok şey dikkate alınmalıdır: doğru numune şişesi malzemesinin seçiminden laboratuvara nakliye sırasında doğru saklamaya kadar.
TOC analizinde bile, numune alınırken dikkate alınması gereken birkaç şey vardır. Bu aynı zamanda koruma için de geçerlidir: Geçerli standarda (EN 1484) göre, numunenin biyolojik aktivitesini engellemek için numune alındıktan hemen sonra numune bir mineral asit ile pH<2'ye getirilir. En iyi durumda, numuneler 2 ila 5 °C'de serin bir kutuda taşınır. Analiz hemen yapılamıyorsa, numuneler serin bir yerde saklanır, hatta analize kadar -15 ile -20 °C arasındaki sıcaklıklarda dondurulur. Ölçüm sonucu yalnızca çözünmüş TOC oranlarını yansıtacaksa, asitlendirmeden önce filtrelenmelidir.
TOC seviyeleri, su temizliğinin doğru bir göstergesi olmasının yanı sıra, endotoksinlerin ve mikropların büyüme oranlarıyla da bağlantılıdır. Bu nedenle, TOC analizi, biyoteknoloji endüstrisindeki birçok arıtma ve dağıtım sistemi için gerekli bir test olarak önerilmiştir, çünkü boru hattı duvarlarındaki ve sistemler içindeki biyofilmlerin seviyesi ve ayrıca mikrobiyal büyüme, teknik kullanılarak açıkça ölçülebilmektedir.
Gerçekten de, bu sistemlerin çoğu, insan tüketimine yönelik ilaçların üretiminin ayrılmaz bir parçasıdır. Bu nedenle, ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA), biyoteknolojik prosedürler dahilinde temizleme operasyonlarının başarısını test etmek için uygulamayı kullanır.
Bu arada TOC analizi, kaynak kayada bulunan organik karbon miktarını analiz etmede ve dolayısıyla madenciliğin faydalı olup olmadığını belirlemede de yardımcı olabilir. Genel bir kural olarak, bir madencilik operasyonunu onaylamak için minimum %2 karbon içeriği gereklidir.
