شاخص TOC یا کل کربن آلی (Total Organic Carbon)
شاخص TOC یا کل کربن آلی (Total Organic Carbon) یکی از مهم ترین پارامترهای سنجش کیفیت آب و محیط زیست است. این شاخص نشان دهنده مقدار کل کربن موجود در ترکیبات آلی در یک نمونه آب یا خاک است. در ادامه، به بررسی جامع این شاخص میپردازیم.
TOC
تعریف TOC
کل کربن آلی (TOC) به مجموع کربن موجود در ترکیبات آلی محلول و معلق در یک نمونه آب یا خاک گفته میشود. این شاخص به صورت میلیگرم در لیتر (mg/L) برای نمونه های آب و به صورت درصد برای نمونه های خاک بیان میشود.
اهمیت اندازه گیری TOC
اندازه گیری TOC از چندین جهت اهمیت دارد:
1. پایش محیطی:
TOC یک پارامتر کلیدی برای ارزیابی سلامت آب های طبیعی مانند رودخانه ها، دریاچه ها و اقیانوس ها است. سطوح بالای TOC میتواند نشاندهنده وجود آلاینده ها از فاضلاب صنعتی، رواناب کشاورزی یا فاضلاب تصفیه نشده باشد که میتواند به طور منفی بر اکوسیستم های آبی و تنوع زیستی تأثیر بگذارد.
2. کیفیت آب آشامیدنی:
در تصفیه آب آشامیدنی، سطوح TOC به دقت پایش میشوند زیرا کربن آلی میتواند با ضدعفونی کننده هایی مانند کلر واکنش داده و محصولات جانبی مضر مانند تری هالومتان ها (THMs) و اسیدهای هالو استیک (HAAs) را تشکیل دهد. این ترکیبات سرطانزا هستند و خطرات بهداشتی قابل توجهی برای انسان ها دارند.
3. فرآیندهای صنعتی:
صنایع مختلف، به ویژه صنایع داروسازی، غذا و نوشیدنی و الکترونیک، نیاز به کنترل دقیق سطوح TOC در فرآیندهای خود دارند تا کیفیت و ایمنی محصولات را تضمین کنند. سطوح بالای TOC میتواند نشان دهنده آلودگی باشد و بر خلوص و عملکرد محصولات تأثیر بگذارد.
4. تصفیه فاضلاب:
پایش TOC در تصفیه فاضلاب به ارزیابی کارایی فرآیندهای تصفیه و اطمینان از اینکه پساب تصفیه شده با استانداردهای تخلیه محیطی مطابقت دارد کمک میکند. این کار به بهینه سازی روش های تصفیه و کاهش تأثیرات زیست محیطی کمک میکند
منابع TOC
منابع TOC به دو دسته طبیعی و انسانی تقسیم میشوند:
• منابع طبیعی:
TOC در آب های طبیعی عمدتاً از مواد آلی مانند تجزیه مواد گیاهی و حیوانی، جلبک ها و زیست توده میکروبی ناشی میشود. این منابع به سطوح پایه TOC در محیط های بکر کمک میکنند.
• منابع انسانی:
فعالیت های انسانی به طور قابل توجهی به افزایش سطوح TOC در محیط کمک میکنند. منابع انسانی عمده شامل تخلیه های صنعتی، رواناب کشاورزی، فاضلاب شهری و رواناب آب باران است.
روش های اندازه گیری TOC
اندازه گیری TOC به روش های مختلفی انجام میشود که شامل اکسیداسیون حرارتی و اکسیداسیون شیمیایی است. در روش اکسیداسیون حرارتی، نمونه آب حرارت داده میشود تا کربن آلی به دی اکسید کربن (CO2) تبدیل شود و سپس مقدار CO2 اندازه گیری میشود. این روش به دلیل سرعت و دقت بالا، به طور گسترده ای در آزمایشگاه ها و صنایع مختلف استفاده میشود.
مزایای شاخص TOC نسبت به BOD و COD
شاخص TOC نسبت به شاخص های BOD (اکسیژن خواهی بیولوژیکی) و COD (اکسیژن خواهی شیمیایی) مزایای متعددی دارد:
• سرعت اندازه گیری:
آزمایش TOC در مدت زمان بسیار کوتاه تری نسبت به BOD و COD انجام میشود. برای آزمایش COD حداقل ۱ الی ۲ ساعت و برای BOD حداقل ۵ روز زمان نیاز است، در حالی که TOC در چند دقیقه یا حتی ثانیه قابل اندازهگیری است.
• دقت و حساسیت:
TOC میتواند به طور دقیق تر و حساس تری میزان مواد آلی موجود در آب را نشان دهد، که این امر برای کنترل کیفیت پساب های خروجی از کارخانه ها بسیار مهم است.
کاربردهای TOC
TOC در صنایع مختلف و برای اهداف گوناگون استفاده میشود:
• صنایع داروسازی:
برای اطمینان از خلوص آب مورد استفاده در تولید داروها.
• صنایع غذایی و نوشیدنی:
برای کنترل کیفیت آب و جلوگیری از آلودگی محصولات.
• صنایع الکترونیک:
برای تضمین خلوص آب مورد استفاده در فرآیندهای تولید.
• پایش محیطی:
برای ارزیابی سلامت اکوسیستم های آبی و کیفیت آب های طبیعی.
چالش های اندازه گیری TOC
اندازه گیری TOC با چالش هایی نیز همراه است که شامل موارد زیر میشود:
• تداخل مواد معدنی:
حضور مواد معدنی در نمونه ها میتواند بر دقت اندازه گیری TOC تأثیر بگذارد.
• تجهیزات گرانقیمت:
دستگاه های اندازه گیری TOC معمولاً گرانقیمت هستند و نیاز به نگهداری و کالیبراسیون منظم دارند.
نتیجه گیری
شاخص TOC یک پارامتر حیاتی برای سنجش کیفیت آب و محیط زیست است. اندازه گیری دقیق و سریع TOC میتواند به بهبود فرآیندهای تصفیه آب و فاضلاب، کنترل کیفیت در صنایع مختلف و حفاظت از اکوسیستم های آبی کمک کند. با توجه به اهمیت بالای این شاخص، استفاده از آن در پایش محیطی و صنعتی به طور گسترده ای توصیه میشود.
شرکت پویا ژن آزما با مسئولیت محدود در سال ۱۳۸۹ با هدف تحقیق، تولید، تهیه و توزیع مواد و تجهیزات بیوتکنولوژی مورد استفاده در حوزه های تحقیقات، حفاظت از محیط زیست، درمان، پیشگیری، تشخیص و بیماری ها، و ارائه خدمات تحقیقاتی و آموزشی در این حوزه ها فعالیت خود را آغاز کرد. پویاژن آزما با تاسیس آزمایشگاه تحقیقاتی مجهز و کارگاه صنعتی، موفق به تولید سیستم های تصفیه آب و فاضلاب صنعتی و شهری با استفاده از جدیدترین تکنولوژی های روز دنیا شد و در این راستا در سال 1395موفق به اخذ رتبه دانش بنیانی در زمینه بیوفیلتر تصفیه شیرابه زباله و فاضلاب صنعتی گردید.بیشتر