Anno 11 Nr.1 Gennaio 1998

Tecnologia & Analisi delle Acque

Analisi del TOC in laboratorio

dagli "specialisti del TOC" alcuni suggerimenti per il miglior utilizzo di questa metodica analitica sui vari tipi di acque.

Le seguenti note non vogliono essere una trattazione completa od esauriente delle varie applicazioni del TOC, ma hanno il solo scopo di evidenziare alcuni punti di particolare importanza nella scelta della strumentazione.

Ogni tipo di acqua,sia essa ultrapura, di superficie, di scarico, di mare, ecc. presenta caratteristiche, che debbono riflettersi sulla scelta dello strumento più idoneo all’analisi del TOC in laboratorio.

Ad esempio i laboratori di Ricerca sulle acque e degli Enti di controllo hanno spesso la necessità di utilizzare strumentazione adatta ad analizzare matrici tra loro le più diverse. I laboratori CQ delle industrie richiedono invece strumentazione adatta ad una applicazione specifica. Per esempio nell’industria farmaceutica l’analisi del TOC viene utilizzata per il controllo Qualitativo delle Acque Ultrapure, del Cleaning Between Products; nell’industria dei contenitori di plastica permette di valutare il rilascio in termini di C organico, ecc.

Acque Ultrapure, Deionizzate, di Osmosi Inversa
( 0.002-0.50 ppm Valori variabili a seconda dell’uso).

Le problematiche che si incontrano sono legate al range di misura estremamente basso. Il C Organico è qui presente soltanto come soluto : DOC (Dissolved Organic C) e vi è la necessità di garantire un basso limite di rilevabilità ( sensibilità) e una buona precisione ( deviazione standard) . Non sono inoltre trascurabili i problemi di campionamento, cioè le possibili contaminazioni dovute alla manipolazione del campione e la pulizia dei contenitori, nè la purezza dei reattivi e dei gas di trasporto.

Acque destinate al consumo umano
Minerali, potabili, o grezze da potabilizzare ( 0.1-3ppm )

Sono acque che hanno normalmente un contenuto in TOC limitato ed un’ alta concentrazione di Carbonati ( IC ).
Il Carbonio Organico Totale è presente come soluto (DOC = Dissolved OC), ma spesso anche come sospensione ( SOC = Suspended OC) : macromolecole, alghe, gel, particolato.
Il contenuto di Carbonio Organico in questa matrice è generalmente legato alla presenza di sostanze vegetali naturali con molecole a volte complesse, ( acidi umici, lignina ecc. ); esso può tuttavia essere anche presente come conseguenza dell’inquinamento delle acque, causato da sversamenti, dilavamenti del terreno, ecc.

L’ analizzatore di TOC deve essere in grado di :

• Effettuare l’ analisi del TOC in forma diretta , previa l’eliminazione totale del Carbonio Inorganico ( IC ), per ridurne il più possibile ( ed in modo controllabile) l’ interferenza.
• Avere un range di misura tale da consentire determinazioni a basse e medie concentrazioni, con ottima precisione nell’intervallo tra 0, 05-10 mg/l di TOC come C.
• Utilizzare un sistema di ossidazione che garantisca la determinazione delle varie forme del Carbonio ( disciolto e sospeso ).
• Prelevare un volume di campione in quantità tale da consentire una buona rappresentatività.
• Poter accettare solidi in sospensione senza intasamenti e garantire la loro digestione e completa ossidazione.

Acque superficiali
( 0.5-10 ppm )

Le problematiche che qui possiamo incontrare sono analoghe a quelle incontrate per le acque destinate al consumo umano.
E’ generalmente superiore la concentrazione del particolato in sospensione, dei sali disciolti ed più facile osservare la presenza di molecole organiche direttamente riconducibili a fenomeni di inquinamento dell’ambiente.

Acque di mare
( da 1 ppm ed oltre)

In questo caso le difficoltà d’analisi del TOC sono simili a quelle viste nel caso delle acque superficiali, ma esse sono aggravate dalla presenza nella matrice di un’ elevata concentrazione di sali ( Cloruro di Sodio): ciò genera problemi sia analitici che di gestione del campione. Da qui nasce l’esigenza che:

• Lo strumento consenta l’ ossidazione delle sostanze organiche in presenza di sali.
• Le parti dello strumento a contatto con il campione non vengano danneggiate dalla presenza di sali ( sistema di ossidazione), o dalla generazione di gas corrosivi ( Rivelatore NDIR), mentre minimi risultino i problemi legati alla manutenzione dello strumento stesso.

Acque di scarico
( civili ed industriali) ( da 10 - 1000 ppm e oltre )

Nell’analisi del TOC di questa tipologia di acque occorre in particolare garantire:

• Ossidazione completa delle sostanze organiche presenti (C organico disciolto e sospeso).
• Recupero delle sostanze organiche volatili (TOC = TC - IC).
• Ossidazione delle sostanze organiche presenti nel particolato in sospensione, nei fanghi o nei solidi.
• Range di misura dinamici tali da consentire determinazioni accurate a basse ed alte concentrazioni e per evitare la ripetizione dell’ analisi in caso di overrange, od ancora, in alternativa, la riduzione in automatico del volume di campione .
• Ossidazione delle sostanze organiche anche in presenza di sali (soprattutto NaCl) e riduzione al minimo dei problemi meccanici , di stress dei materiali: sia per il sistema di ossidazione che per il detector .

Acque industriali
( concentrazione di TOC variabile )

Le problematiche che qui si possono incontrare sono riconducibili alla tipologia delle acque utilizzate, al loro trattamento e successivo impiego.

Ad es. per acque di raffreddamento è determinante l’eventuale presenza o meno di sostanze organiche volatili, la presenza o meno di sali, di basse o alte concentrazioni di TOC.

Tematiche generali

Comuni a tutti i tipi di acque sono le necessità di :

• Rispondenza dello strumento alle linee Guida o metodiche Ufficiali ( In Europa le nuove norme ISO/CEN per le acque).
• Accessibilità del prezzo della strumentazione e limitati i suoi costi di gestione (materiale di consumo, ricambi, ecc).
• Riduzione dei tempi di manutenzione, calibrazione, taratura, di riattivazione, dopo disservizi o sostituzione di parti.
• Automazione delle varie fasi di analisi.
• Possibilità di poter usufruire di " autosampler" ( funzionanti secondo le norme ISO/CEN).
• Possibilità di analizzare campioni liquidi, liquidi con solidi in sospensione, solidi, direttamente o con accessori.
• Gestione computerizzata dello strumento tramite PC e software dedicati, con possibilità di memorizzare, ricalcolare curve, usare calcoli statistici, introdurre procedure , ecc.
• Possibilmente NON utilizzare OSSIGENO considerato fonte di pericolo dall’attuale nuova normativa per gli ambienti di lavoro, in quanto come comburente favorisce la combustione, anche violenta, delle sostanze organiche con cui venga a contatto.

Per maggiori informazioni sulla analisi del TOC in laboratorio, le sue applicazioni si prega di contattare:la AST Analytica srl ( for more information about Laboratory TOC analysis pls contact AST Analytica

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