水处理(lǐ)厂在為(wèi)消费者生产安全饮用(yòng)水的过程中，需要监测多(duō)种水质参数，包括水中的pH值、总有(yǒu)机碳TOC、UV 254吸光度。TOC和UV 254吸光度是评估水中有(yǒu)机物(wù)（OM，Organic Matter）含量和质量的重要参数。

TOC和紫外吸光度都取决于水中的有(yǒu)机物(wù)。正确了解两者的关系，就能(néng)避免错误解读水质监测数据。本文(wén)讨论了这两个参数间的关系，以及它们在水处理(lǐ)工艺和合规性方面的应用(yòng)。文(wén)中使用(yòng)的Sievers^® M5310 C分(fēn)析仪為(wèi)TOC分(fēn)析提供了最佳解决方案，实际样品数据也证明了此款分(fēn)析仪的实用(yòng)性。

有(yǒu)机物(wù)是指水中的各种化合物(wù)的混合，包括自然物(wù)质（即植物(wù)、动物(wù)、微生物(wù)）降解后产生的天然有(yǒu)机物(wù)（NOM，Natural Organic Matter），以及生活污水带来的有(yǒu)机物(wù)¹。尽管有(yǒu)机物(wù)本身对人體(tǐ)健康无害，但它会与氯反应产生消毒副产物(wù)（DBP，Disinfection Byproducts）。消毒副产物(wù)对人體(tǐ)健康有(yǒu)害，因此法规要求水处理(lǐ)厂在处理(lǐ)水时控制有(yǒu)机物(wù)的浓度^2,3。

TOC分(fēn)析提供简明的TOC浓度读数，单位是“毫克碳每升（mg C/L）”。水处理(lǐ)厂可(kě)以根据TOC来准确地估算出有(yǒu)机物(wù)浓度，因此TOC成為(wèi)被普遍采用(yòng)的控制和规范有(yǒu)机物(wù)浓度的方法。³

紫外吸光度是指水中特定化合物(wù)吸收紫外線(xiàn)辐射的量度。对于复杂且易变的混合物(wù)（例如水中的有(yǒu)机混合物(wù)），紫外吸光度可(kě)以帮助表征特定样品⁴。

水中的有(yǒu)机物(wù)具有(yǒu)复杂性和异质性，而紫外吸光度取决于有(yǒu)机样品的具體(tǐ)成分(fēn)，因此不能(néng)单用(yòng)紫外吸光度来比较水中的样品⁵，理(lǐ)解这一点很(hěn)重要。例如，有(yǒu)的样品的紫外吸光度较低，但有(yǒu)机物(wù)浓度较高。有(yǒu)的样品的紫外吸光度较高，但有(yǒu)机物(wù)浓度较低。有(yǒu)些样品的有(yǒu)机物(wù)浓度完全不同，但它们的紫外吸光度读数却相同。只有(yǒu)将紫外吸光度和TOC数据一起分(fēn)析，才能(néng)来解决上述问题。

“特征紫外吸光度（SUVA，specific UV absorbance）”是特定波長(cháng)的紫外吸光度和TOC的比例⁶。SUVA是固有(yǒu)参数，与浓度无关，可(kě)以用(yòng)来比较样品。SUVA254（即254nm波長(cháng)SUVA）可(kě)用(yòng)来比较不同样品中的芳香族化合物(wù)的含量（即芳香度）⁶。芳香度与反应性有(yǒu)关，对水处理(lǐ)工艺具有(yǒu)重要意义。例如，有(yǒu)机物(wù)的反应性反映了通过凝聚来去除该有(yǒu)机物(wù)的难易程度，以及该有(yǒu)机物(wù)与氯反应产生消毒副产物(wù)的可(kě)能(néng)性。

总之，TOC是有(yǒu)机物(wù)浓度的简明测量结果，而紫外吸光度可(kě)以為(wèi)表征样品提供补充依据。紫外吸光度必须同TOC数据一起用(yòng)于比较样品。

美國(guó)國(guó)家环境保护局“饮用(yòng)水处理(lǐ)法规：第1阶段消毒副产物(wù)规则（Drinking Water Treatment Regulation: Stage 1 DBP Rule）”要求根据源水的TOC和碱度，通过增强凝聚作用(yòng)或软化作用(yòng)来去除TOC百分(fēn)比含量。规则还规定，如果源水或要处理(lǐ)的水的SUVA值保持在2.0L/（mg·m^-1）以下，则可(kě)以忽略去除百分(fēn)比³。

TOC和SUVA数据可(kě)用(yòng)于优化水处理(lǐ)工艺。例如，对水处理(lǐ)（即凝聚、膜过滤）前后的TOC和SUVA数据进行比较，得出有(yǒu)机物(wù)去除率的定量结果。结果表明去除效率是否合格，是否需要提高去除效率，是否需要考虑使用(yòng)其它水处理(lǐ)方法等。

专為(wèi)饮用(yòng)水行业的水质监测而设计的Sievers M5310 C TOC分(fēn)析仪（包括实验室型、便携式、在線(xiàn)型配置）具有(yǒu)性能(néng)可(kě)靠、工作高效的优点，能(néng)够分(fēn)析各种化學(xué)类别和分(fēn)子大小(xiǎo)的有(yǒu)机碳样品，有(yǒu)效应对有(yǒu)机物(wù)的复杂性。

以下表2中列出了用(yòng)Sievers M5310 C分(fēn)析仪测量的水处理(lǐ)厂的一组TOC数据示例。在示例中，水先经过凝聚，然后经过膜过滤。在处理(lǐ)之前、3次不同剂量的凝聚之后、以及膜过滤前后，都测量了TOC和UV 254。

“百分(fēn)比变化”列比较了给定水处理(lǐ)前后的TOC或UV。我们将凝结剂用(yòng)量与“处理(lǐ)之前”的值进行了比较，将“膜过滤之后” 的值与“膜过滤之前”的值进行了比较。 

表2中的数据证明了M5310 C分(fēn)析仪量化分(fēn)析水处理(lǐ)过程中的TOC变化的强大能(néng)力。此外，“百分(fēn)比变化UV”与“百分(fēn)比变化TOC”并不匹配，因此仅凭紫外吸光度不能(néng)准确表明TOC浓度，不足以表征或量化有(yǒu)机物(wù)。

TOC数据和紫外吸光度是水处理(lǐ)行业用(yòng)于表征和控制有(yǒu)机物(wù)的两个重要指标。TOC分(fēn)析能(néng)够提供所有(yǒu)有(yǒu)机化合物(wù)的绝对碳浓度，而紫外吸光度仅限于检测吸光化合物(wù)，因此应与TOC搭配使用(yòng)。

Sievers M5310 C分(fēn)析仪是為(wèi)水处理(lǐ)行业设计的性能(néng)可(kě)靠的TOC分(fēn)析仪。本文(wén)中的样品分(fēn)析数据证明了Sievers M5310 C分(fēn)析仪能(néng)够跟踪整个水处理(lǐ)过程中的TOC变化，同时显示了只用(yòng)紫外吸光度是无法跟踪这种变化的。

1. Perdue, E.M., Ritchie, J. D., (2003). Dissolved Organic Matter in Freshwaters. In H. D. Holland, K. K. Turekian, Treatise of Geochemistry (pp. 273-318). Elsevier Science. 

2. Reckhow, D.A., Singer, P.C., Malcolm, R.L., (1990) Chlorination of Humic Materials: Byproduct Formation and Chemical Interpretations, Environmental Science and Technology, 24, 1655-1664. 

3. Environmental Protection Agency (2001). The Stage 1 Disinfectants and Disinfection Byproducts Rule What Does it Mean To You? (EPA 816-R-01-014). 

4. Summers, R., Cornel, P., & Roberts, P. (1987). Molecular size distribution and spectroscopic characterization of humic substances. Science of The Total Environment, 62, 27-37. doi:10.1016/0048-9697(87)90478-5 

5. J.K. Edzwald, W.C. Becker and K.L. Wattier, (1985). Surrogate Parameters for Monitoring Organic Matter and Trihalomethane Precursors in Water Treatment, J. Am. Water Works Assoc., 77(4), 122-132. 

6. Leenheer, J.A. (2009). Systematic Approaches to 

Comprehensive Analysis of Natural Organic Matter, Annals of Environmental Science, 3, 1-130