TOC的应用(PPT55页)

TOC的应用是表示水中有机污染的传统指标。废水的有机参数总有机碳（TOC）生物耗氧量（BOD）化学耗氧量（COD）总耗氧量（TOD）4BOD生物耗氧量（BiologicalOxygenDemand）测定有机物质生物降解所需要的氧。其他反应（硫化物，亚铁，各种形态的氮）需要的氧。用氧化方法测定，然后使用碘量/滴定。耗时3-5天得到结果。结果会受到微生物和样品组分之间相互作用的影响。5COD化学耗氧量（ChemicalOxygenDemand）相当于有机物质经强化学氧化剂氧化所需要的氧（例如重铬酸盐，高锰酸盐）。滴定或量热法测定。卤素对结果有干扰。可加有毒的HgSO4解决。6TOC与BOD或COD之间的相关关系TOC分析可作为监控BOD和COD的补充技术。TOC—快速技术。因此，适合用作监控技术，以便尽快采取补救措施。TOC与COD及BOD之间没有普遍的相关关系。在工业废水中，TOC和COD常常有很高的线性相关关系。7TOC和COD之间的相关关系样品相关系数线性方程测定次数纺织厂0.943y=2.01x+0.876饮料(啤酒)0.989y=3.68x-4.67废水0.834y=4.11x-55.18染料厂0.860y=1.76x+118.95化工厂A0.973y=3.71x-6.59化工厂B0.982y=2.14-20.517使用上述经验公式，TOC值可以转换成COD或BOD。8环境中的应用（1）城市上下水来自地下、地表、海洋等的原水废水、污水、垃圾沥出液等工业和城市工厂排放废水的质量监控德国法律规定，测定固体废弃物中TOC的等级，以便决定倾倒的级别。规定要求在干的残渣中TOC含量1%处置级别1；2%处置级别2。9饮用水饮用水的生产中使用添加剂如氯、二氧化氯和臭氧。这些化合物与原水中存在的有机化合物结合，产生致癌的三卤甲烷。成品水中三卤甲烷不能超过0.025ppm。TOC也测定其中的微生物，如E.大肠菌、大肠杆菌等。环境中的应用10饮用水国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749-85国家卫生部发布1985年８月16日发布，1986年10月1日实施有机污染物仅有两项挥发酚类（以苯酚计）≤0.002mg/L阴离子合成洗涤剂≤0.3mg/L11城市供水建设部标准《城市供水水质标准》CJ/T206-2005国家建设部发布2005年2月5日发布，2005年6月1日实施对象：自来水城市公共集中式供水自建设施供水二次供水新增TOC检测项目非常规检验项目，毒理学指标TOC：无异常变化（试行）12饮用净水建设部标准《饮用净水水质标准》CJ94-1999国家建设部发布1999年9月28日发布，2000年3月1日实施对象：直接饮用的管道供水和灌装水原水：自来水或符合生活饮用水水源水质标准的水经深度净化TOC≤4mg/L试行13环境中的应用（2）污水处理工厂（Effluenttreatmentplants，ETP）食品和饮料工业纸浆和纸、纺织品—–黑色及白色液体通过监控目标水和废物的有机负荷，设计ETP和焚化炉。监测ETP及逆渗透工厂所使用的过滤器与膜上的有机负荷。薄膜和离子交换树脂的研发14环境中的应用（3）大气CO2测定大气CO2以测定温室效应采用气体样品进样组件（4）农业废物（堆肥）和土壤农业废物（堆肥）和土壤中碳含量的测定值，是堆肥或土壤条件的重要指标，判断是否还可用作有机肥料。15环境中的应用（5）海水分析在环境温室效应的研究中，从全球CO2循环的角度，海洋对CO2的吸收作用不能忽略。涉及IC测定，总CO2以溶解性CO2、H2CO3、HCO3-和CO32-形态存在。其他海洋应用162制药工业制药用水有效性清洗有效性CleaningValidation17（1）药典有关TOC的规定制药用水有效性注射用水（WFI，WaterforInjection）纯化水（PW，PurifiedWater）18药典有关TOC的规定1.美国药典（USP23）1996年，规定TOC法用于注射用水（WFI）和纯化水（PW）中可氧化物质的试验。2.欧洲药典（EP）1998年，规定TOC法为注射用水（WFI）和纯化水（PW）中的可氧化物质试验的唯一有效的方法。3.日本药典（JP）1991年，规定利用超滤方法生产的注射用水必须测定TOC值。4.中国药典（CP）2005年：增加了TOC检测项目（试行）。19药典对制药用水的规定中国CP美国USP欧洲EP日本JP有有有有纯化水（PW）有有有无注射用水（WFI）有有有部分常规测试法专项各国药典有/无对制药用水的规定药典对制药用水的规定CPUSPEPJP常规测试法2005年与USP相同TOC仪要求：能测0.05mg/LTOC；TOC为0.5mg/L的蔗糖为基准，TOC为0.5mg/L的对-苯醌回收率85-115%。与USP相同TOC仪要求：能测0.05mg/LTOC；用邻苯二甲酸氢钾作标准；TOC为0.5mg/L十二烷基苯磺酸钠回收率90%以上。专项纯化水PW2005年与USP相同使用常规测试法规定的TOC仪；TOC在0.5mg/L以下合格。与USP相同~2007年注射用水WFI2005年与USP相同同上同上对超精细过滤后的注射用水；0.5mg/L以下为合格；TOC仪要求：能测0.05mg/LTOC；用邻苯二甲酸氢钾作标准；测试十二烷基苯磺酸钠3.22mg/L＝2.00mgC/L的TOC，可检测到1.70mgC/L以上（85%以上）。21制药用水有效性的确认制水系统的管理（有效性确认）对精制水中的有机杂质进行监测。对功能材料（离子交换树脂、活性炭等）的劣化程度进行监测。对超过滤膜的劣化程度及孔径进行监测。可定期更换膜及维护装置。对未经处理过的用水监测—异常时采取防御措施。对生产线长期停止后再开启时的水质进行评价。22USP27规定的TOC试验以向美国出口药品及药品原材料的制造厂商为对象测定TOC对有机杂质进行管理以纯化水（PW）、纯化灭菌水、注射用水（WFI）为对象ＵＳＰ２7离线或在线TOC分析仪均可可以进行50ppb以下的TOC测定23ＵＳＰ２7定期进行整个系统的适宜性试验。试验频率由用户根据TOC分析仪的特性、积累的数据和所承担的风险，自行确定。岛津有各种在线监测和离线检测仪器可供选择，满足不同需求。满足USP27、日本药典及其他世界上任何相关标准（EPA、ASTM、JIS、ISO等）。—是世界畅销仪器中最可信赖的TOC分析仪USP27规定的TOC试验24测试方式测试方式：USP27没有规定测试方式，实际测试时，适合用NPOC（去除IC测试TOC法）。在USP27里，制药用水的POC是可以忽略，因此，完全可以将NPOC作为TOC测试。空气中的CO2，即便溶解到样品里，用NPOC方式进行IC前处理，也可以去除。（例如：空气中CO2浓度为330ppm，水温20℃时，作为IC约有0.15mg/L被溶解。）ＵＳＰ２725系统适宜性试验USP使用的两种参考试剂：蔗糖（Sucrose）：作为基准溶液使用。是容易氧化分解的物质。对-苯醌（P-Benzoquinone）：作为系统适宜性试验溶液（回收率的试验溶液）。是不易氧化分解的物质。ＵＳＰ２7TOC分析仪的校正也可以使用其他物质。26试剂用水试剂用水所含TOC的校正：可以先测出试剂用水TOC值，再从试验溶液的TOC中减去试剂用水TOC值。测试时，务必用配制两种试验溶液时使用的水。（即：必须是同时采的水）。ＵＳＰ２7配制系统适宜性试验两种溶液的用水：TOC为0.1mg/L以下的精制水适宜用蒸馏水、密理博精制水。27玻璃容器试样容器：适宜用带特氟隆衬垫的螺纹口玻璃瓶。用清洁的容器专门盛精制水。不要使用盛过污水的容器。ＵＳＰ２7采水用的试样容器最好用容量大的容器。200mL以上500～1000mL为宜容器小（样品量少），样品量相对于容器的接触面积大，受容器及外部的污染影响大。28玻璃容器的清洗新的或干净的容器，只要用稀硝酸和精制水反复冲洗几次，注满精制水放置半日，再用精制水冲洗后，放置在清洁环境下干燥、保存。USP「1051」项中规定使用加热硝酸、铬酸洗液、碱性洗液等。ＵＳＰ２7市场上销售的玻璃器皿清洗剂非常有效，但用过之后，一定要在流水中充分冲洗，将清洗剂完全冲干净。29采水、样品的处理使用管、阀等器具采水时，必须是清洁的器具。并且，先用样品冲洗一段时间，再采水。采得的试样，最好尽早测试。如果需要保管时，要保存在周围不含有机气体的清洁冰箱内。ＵＳＰ２7用样品冲洗采水容器（包括容器盖）5次。将样品灌满采水容器直至溢出，倒掉后，再将试样注满容器，作为采水，盖好盖子。30系统适宜性试验100%rrrrRwswss测定0.5mgC/L（碳浓度为0.5mg/L）蔗糖溶液的TOC值（rs）和试剂用水（ReagentWater）的TOC值（rw）。求出0.5mgC/L对-苯醌溶液的TOC值（rss）。回收率：如果回收率在85～115%之间，则此台TOC分析仪的系统适宜性试验合格。即：以蔗糖为基准，对-苯醌的回收率在85～115%范围以内，即为合格。31制药用水的TOC检测利用系统适宜性试验合格的TOC分析仪，进行实测样品的TOC（NPOC）测试。如果TOC在0.5mg/L以下（严格讲在（rs-rw）值以下）即为合格。USP27中纯化水与注射用水EP中纯化水与注射用水ＵＳＰ２732日本药典（JP）规定的TOC试验第十一项修正补充药典：对超精细过滤后的注射用水进行纯度试验。对TOC分析仪的要求（常规测试法）：可以测到0.05mg/L（50ppb）以下。测试十二烷基苯磺酸钠0.806mg/L＝0.500mgC/L的TOC时，可以检测到0.450mgC/L以上（90％以上）。用邻苯二甲酸氢钾作标准。JP33对TOC分析仪的要求:可以测到0.05mg/L（50ppb）以下。测试十二烷基苯磺酸钠3.22mg/L＝2.00mgC/L的TOC，可检测到1.70mgC/L以上（85%以上）。用邻苯二甲酸氢钾作标准。对超精细过滤后的注射用水TOC值0.5mg/L以下为合格。JP规定的注射用水（WFI）试验JP344.FDA、GMP—洁净生产环境设备清洗有效性认证如何评价设备表面的洁净度？采样方法分析方法35为什么作清洗有效性认证？监测药品生产设备中的前一个产品、洗涤剂的残留以及从外部进入的污染物等等，用科学方法来检验是否在允许范围内。在公用设备的清洁方面起到防止交叉污染的作用。企业决定清洗有效性。是残留物评价的重要指标。36采样方法（1）清洗液采样法采集最终淋洗液的最后部分用于CIP（CleaninginPlace）有效性试验本法不能评价不溶的残渣（2）擦拭采样法可擦拭难溶性残留物可评价不溶的残渣是清洁度评价试验的最佳方法（FDA、日本卫生部）。37分析方法有成份分析、TOC、蒸发残留物、pH、导电率、UV吸收等方法。成份分析：主要用HPLC确定好目标分析物，进行分析。不可能掌握所有成份（有机物）。不适用于意料之外出现的有机物分析。对于清洗剂或药品原料（作为药品原料的化学制品），很难确定目标分析物。38使用TOC（或TC）的优点：有机物总量的指标。可以把握总有机物，包括无法预知的有机物。对于清洗剂或药品原料等很难确定目标分析物的残留评价试验，也非常适用。原理及结构简洁，操作简便。快速测试，可处理大批试样。分析方法39「不管生理活性（对人体的影响程度）如何，而用TOC对所有有机物进行测试，意义何在?」用TOC（或TC）进行评价。将TOC（或TC）量换算成残留物中生理活性最强的成份含量后，仍然在规定范围内，即为合格。基于从最坏处着想的思维方式。在制药场合，往往更多地适用上述思维方式。TOC分析的意义40高速混合药物制片机的取样点41残留物的TOC量：56μg／100cm２成份A成份B成份C成份D成份E生理活性最大成份换算成残留B成份的量：107μg／100cm２允许范围值150μg／100cm２