总有机碳(Total Organic Carbon，简称TOC)是以碳含量表示水体中有机物质总量的综合指标，是以有机物必不可少成分之一代表了水体中所含有机物质的总和，直接反映了水体被有机物质污染的程度。

　　目前，TOC测量已经广泛地应用到江河、湖泊以及海洋、地表水等监测，对于饮用水、工业用水、生活污水、生产废水等方面的质量控制，TOC同样是重要的测量参数。实际上，TOC测量已经成为世界上水质量控制的主要检测手段。

　　2000年，国家环境保护总局发布的《环境监测仪器发展指南》中“TOC分析仪”被列为重点发展的仪器；“十五”、“十一五”期间的(863计划)都把TOC列为重点研究内容，中国的TOC分析仪研制进入新的研发阶段。

国产TOC分析仪研发要点

　　“TOC监测项目的开展与TOC分析仪器的国产化研发，无疑对于我国的有机污染物监测具有积极的动作用。但也应当清醒地认识到，目前的TOC热也存在着许多隐忧，若不及早预防，很可能使我国的TOC自动分析仪国产化工作走上弯路。” 徐滋秋教授郑重地toc测定仪说到，并就当前需要解决的认识问题与技术问题向我们作了具体的介绍。

　　1、确定适合的TOC分析仪国产化起点

　　“目前，我国绝大多数TOC研究单位是仿制或组装国外产品。进口仪器往往不适应我国的水质状况、监测标准，操作要求也较高，价格也较贵。”

　　从近几年来我国引进与使用较多的国外TOC分析仪的性能特点来看，同档次的产品相当、各有千秋；最新研制的TOC分析仪也有低档机、中档机和高档机。

　　“我国地域广阔，各地在水质特点、经济实力、技术与人才等方面差异较大，因此，在国产化过程中，TOC分析仪的起点，不应局限在一个档次，也不必一味追求高档次。”

　　2、根据实际应用选择适当的型式与方法

　　“TOC分析仪有多种结构型式，各有其特点与最适用场合。在国产化研制过程中，各研制单位宜按照自己的优势与特长，有针对性地选择适于我国国情的型式与方法。”

　　(1)氧化方法 现状

　　TOC测定方法是由道氏化学公司发明，它的基本原理是：首先把水中有机物的碳氧化成CO₂，消除干扰因素后由CO₂检测器测定，再由数据处理把CO₂气体含量转换成水中有机物的浓度。对于水中的无机碳，采用单独测定或酸化后去除。

　　有机碳的氧化分干法氧化(高温燃烧法)和湿法氧化，徐滋秋教授就当前两种方法所采用的技术、试剂等向我们做了介绍。

　　从温度方面看：德国LAR公司的Quick TOC仪采用1200°C的超高温无催化剂方式，岛津的TOC-V采用680°C催化法；欧美绝大多数TOC仪以及烟台研制、生产的TOC-2000D，采用950°C左右的高温催化法。

　　在催化剂方面，目前德国耶拿的micro N/C和 multi N/C3000用氧化铈作催化剂，德国Maihak以钯和氧化铝作催化剂；岛津TOC-V用铂作催化剂；还有多数TOC仪器厂商以氧化钴作催化剂。

　　高温氧化管的材料目前主要有两种，高温陶瓷(刚玉)材料1200°C以上不变形，制作要求高，需大批量生产，德国LAR的Quick、耶拿的micro N/C和 multi N/C3000、Maihak的TOCOR2和TOCOR20采用高温陶瓷材料，它的缺点是温度系数较大，经常启/停易裂纹、漏气报废，而且价格高，难以承受；石英材料1100°C以下不变形，加工较简单、价格适中，大多数TOC分析仪选用石英材料。

　　湿法氧化是以氧化剂辅以外部能量把有机物中的碳氧化成CO₂的方法。它的应用时间远比高温燃烧催化氧化法早，在现代的TOC连续分析仪中，绝大部分都是湿法氧化。当前湿法的氧化剂主要有过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵以及臭氧、双氧水、过氧化钾、光催化剂二氧化钛等；外部能量主要有加热、加压、紫外光及微波。

　　过硫酸盐在当今的湿法TOC分析仪中广泛使用；美国STAR的TOC-3000型分析仪、美国GE的400型、800型、900型Sievers系列TOC分析仪采用臭氧氧化法；美国STAR的TOC-4000型分析仪、美国ThomTon的TOC-502P分析仪采用紫外光氧化法，烟台的TOC-2008ZD和杭州泰林公司的HTY-D1000TOC分析仪也采用紫外光氧化。

　　(2)检测器 比较

　　CO₂检测的方法研究也很多，经无数次的试用、改进、淘汰，目前使用最多的是红外，其次是电导然后是库仑等。

　　“库仑法检测器在美国Coulometrics的System130、美国UIC的CMI燃烧催化氧化TOC仪和System230紫外过硫酸盐氧化法TOC仪中使用。”

　　“电导检测在美国ThomTon的TOC-502P分析仪及美国GE的400型、toc测定仪800型、900型Sievers系列TOC分析仪中使用。电导检测器的优点是灵敏度高、线性范围宽、价格低，缺点是受外界温度影响大。只要做好恒温措施或温度补偿完全可以达到TOC分析仪的性能要求。烟台的TOC-2008ZD和杭州泰林公司的HTY-D1000TOC分析仪也采用电导检测器，但烟台的电导检测器具两个电导池，一个测量池、一个参比池。”

　　“NDIR的特点是直接测定CO₂含量，无需二次转换，精度高；但适合在TOC分析仪上使用的国产NDIR还不过关，体积大、价格高，是TOC分析仪国产化的最大难题之一。”

　　(3)进样器 难点

　　“自动进样器特别是高精度进样器、高精度蠕动泵不能制造，是全国精密加工技术普遍存在的问题，也是TOC分析仪国产化中的一个瓶颈。”

　　“水质自动监测仪一旦投入运行，零部件的损耗数量很大；采用进口仪器，常常由于零部件的价格过高，而出现‘买得起马配不起鞍’的问题；因此，在国产化的研究中，应重视零部件的研制开发，绝不能搞进口零部件的简单组装之路。”

　　“任何一种方法，任何一种TOC自动测定装置，都有自己的长处，也都有缺陷，不可能十全十美。用户需要充分了解本部门的水质状况，选择最合理的机型，研制单位亦应根据不同的水质状况，开发出不同特点的仪器，才能满足环保工作的需要。”