Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6634:2000 (ISO 8245 : 1999)

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6634:2000 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 8245:1999. Tiêu chuẩn này do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC 147 "Chất lượng nước" biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị và được Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường ban hành. Đây là văn bản kỹ thuật quan trọng hướng dẫn chi tiết phương pháp xác định cacbon hữu cơ tổng số (TOC) và cacbon hữu cơ hoà tan (DOC) trong môi trường nước.

Phân tích chi tiết nội dung Phần mở đầu và các Điều khoản đầu (Từ Điều 1 đến Điều 4)

- Điều 1: Phạm vi áp dụng

• Đối tượng mẫu nước: Tiêu chuẩn này đưa ra hướng dẫn cụ thể để xác định hàm lượng cacbon hữu cơ trong các loại nước khác nhau bao gồm: nước uống, nước ngầm, nước mặt, nước hồ và nước thải.
• Dải nồng độ áp dụng: Phương pháp này áp dụng tối ưu cho các mẫu nước có nồng độ cacbon hữu cơ nằm trong khoảng từ 0,3 mg/l đến 1000 mg/l. Đối với các mẫu nước có nồng độ vượt quá giới hạn này, người phân tích có thể tiến hành pha loãng mẫu một cách thích hợp trước khi đo.
• Xử lý hạt lơ lửng: Đối với các mẫu nước chứa các hạt lơ lửng (chất rắn lơ lửng), tiêu chuẩn cho phép xác định lượng cacbon hữu cơ liên kết trong các hạt này, tuy nhiên cần có quy trình đồng hóa mẫu phù hợp để đảm bảo tính đại diện.

- Điều 2: Tiêu chuẩn viện dẫn

Để đảm bảo tính chính xác và đồng bộ trong quá trình thực nghiệm, tiêu chuẩn này yêu cầu áp dụng kết hợp với tài liệu viện dẫn sau:

• TCVN 4851:1989 (ISO 3696:1987): Tiêu chuẩn về nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm. Việc sử dụng nước có độ tinh khiết cao (thường là nước loại 1 hoặc loại 2) là bắt buộc để tránh hiện tượng nhiễm bẩn cacbon từ môi trường ngoài vào mẫu thử.

- Điều 3: Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn định nghĩa rõ ràng các khái niệm chuyên ngành nhằm thống nhất cách hiểu và cách biểu thị kết quả phân tích:

• Cacbon tổng số (TC - Total Carbon): Là tổng lượng cacbon có trong nước, tồn tại dưới cả dạng cacbon hữu cơ và cacbon vô cơ.
• Cacbon vô cơ tổng số (IC - Inorganic Carbon): Lượng cacbon tồn tại dưới dạng các hợp chất vô cơ như cacbonat, bicacbonat và cacbon dioxit hòa tan tự do.
• Cacbon hữu cơ tổng số (TOC - Total Organic Carbon): Lượng cacbon liên kết trong các hợp chất hữu cơ có trong nước chưa lọc.
• Cacbon hữu cơ hòa tan (DOC - Dissolved Organic Carbon): Lượng cacbon hữu cơ còn lại trong mẫu nước sau khi đã tiến hành lọc qua màng lọc có kích thước lỗ hiệu dụng là 0,45 micromet.
• Cacbon hữu cơ dễ bay hơi (POC - Purgeable Organic Carbon): Phần cacbon hữu cơ có thể bị thổi bay khỏi mẫu nước bằng dòng khí trơ dưới các điều kiện nhiệt độ và áp suất xác định.
• Cacbon hữu cơ không bay hơi (NPOC - Non-Purgeable Organic Carbon): Phần cacbon hữu cơ còn lại trong mẫu sau khi đã tiến hành loại bỏ cacbon vô cơ bằng phương pháp axit hóa và thổi khí trơ.

- Điều 4: Nguyên tắc xác định

Nguyên lý chung của phương pháp xác định TOC và DOC dựa trên các bước chuyển hóa hóa học nghiêm ngặt sau:

• Quá trình oxy hóa: Các hợp chất cacbon hữu cơ trong nước được oxy hóa hoàn toàn thành cacbon dioxit (CO2). Quá trình oxy hóa này có thể được thực hiện bằng phương pháp đốt cháy nhiệt độ cao (có xúc tác và dòng khí oxy), hoặc oxy hóa bằng tia cực tím (UV) kết hợp với các chất oxy hóa mạnh (như persulfat).
• Phương pháp loại bỏ cacbon vô cơ (IC): Do cacbon vô cơ cũng sinh ra CO2 khi bị axit hóa, cần phải loại bỏ hoàn toàn IC trước khi đo TOC. Quy trình thực hiện bằng cách axit hóa mẫu nước đến pH nhỏ hơn 2, sau đó thổi bằng dòng khí sạch không chứa CO2 để đuổi hết khí CO2 vô cơ ra ngoài. Lượng cacbon hữu cơ còn lại (NPOC) sẽ được đo trực tiếp và thường được coi là giá trị TOC.
• Phương pháp gián tiếp (TC - IC): Một phương pháp thay thế khác là đo riêng biệt Cacbon tổng số (TC) và Cacbon vô cơ (IC). Hàm lượng TOC sẽ được tính toán gián tiếp bằng hiệu số giữa hai giá trị này: TOC = TC - IC.
• Đo lường lượng CO2 sinh ra: Lượng khí CO2 tạo thành sau quá trình oxy hóa được dẫn vào buồng đo của thiết bị phân tích. Phương pháp phổ biến nhất để định lượng CO2 là sử dụng đầu dò hồng ngoại không phân tán (NDIR - Non-Dispersive Infrared Spectrometry).