國產TOC分析儀研發(fā)要點
“TOC監(jiān)測項目的開展與TOC分析儀器的國產化研發(fā)，無疑對于我國的有機污染物監(jiān)測具有積極的動作用。但也應當清醒地認識到，目前的TOC熱也存在著許多隱憂，若不及早預防，很可能使我國的TOC自動分析儀國產化工作走上彎路。” 徐滋秋教授鄭重地說到，并就當前需要解決的認識問題與技術問題向我們作了具體的介紹。
1、確定適合的TOC分析儀國產化起點
“目前，我國絕大多數(shù)TOC研究單位是仿制或組裝國外產品。進口儀器往往不適應我國的水質狀況、監(jiān)測標準，操作要求也較高，價格也較貴。”
從近幾年來我國引進與使用較多的國外TOC分析儀的性能特點來看，同檔次的產品相當、各有千秋;最新研制的TOC分析儀也有低檔機、中檔機和高檔機。
“我國地域廣闊，各地在水質特點、經濟實力、技術與人才等方面差異較大，因此，在國產化過程中，TOC分析儀的起點，不應局限在一個檔次，也不必一味追求高檔次。”
2、根據(jù)實際應用選擇適當?shù)男褪脚c方法
“TOC分析儀有多種結構型式，各有其特點與最適用場合。在國產化研制過程中，各研制單位宜按照自己的優(yōu)勢與特長，有針對性地選擇適于我國國情的型式與方法。”
(1)氧化方法 現(xiàn)狀
TOC測定方法是由道氏化學公司發(fā)明，它的基本原理是：首先把水中有機物的碳氧化成CO2，消除干擾因素后由CO2檢測器測定，再由數(shù)據(jù)處理把CO2氣體含量轉換成水中有機物的濃度。對于水中的無機碳，采用單獨測定或酸化后去除。
有機碳的氧化分干法氧化(高溫燃燒法)和濕法氧化，徐滋秋教授就當前兩種方法所采用的技術、試劑等向我們做了介紹。
從溫度方面看：德國LAR公司的Quick TOC儀采用1200°C的超高溫無催化劑方式，島津的TOC-V采用680°C催化法;歐美絕大多數(shù)TOC儀以及煙臺研制、生產的TOC-2000D，采用950°C左右的高溫催化法。
在催化劑方面，目前德國耶拿的micro N/C和 multi N/C3000用氧化鈰作催化劑，德國Maihak以鈀和氧化鋁作催化劑;島津TOC-V用鉑作催化劑;還有多數(shù)TOC儀器廠商以氧化鈷作催化劑。
高溫氧化管的材料目前主要有兩種，高溫陶瓷(剛玉)材料1200°C以上不變形，制作要求高，需大批量生產，德國LAR的Quick、耶拿的micro N/C和 multi N/C3000、Maihak的TOCOR2和TOCOR20采用高溫陶瓷材料，它的缺點是溫度系數(shù)較大，經常啟/停易裂紋、漏氣報廢，而且價格高，難以承受;石英材料1100°C以下不變形，加工較簡單、價格適中，大多數(shù)TOC分析儀選用石英材料。
濕法氧化是以氧化劑輔以外部能量把有機物中的碳氧化成CO2的方法。它的應用時間遠比高溫燃燒催化氧化法早，在現(xiàn)代的TOC連續(xù)分析儀中，絕大部分都是濕法氧化。當前濕法的氧化劑主要有過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨以及臭氧、雙氧水、過氧化鉀、光催化劑二氧化鈦等;外部能量主要有加熱、加壓、紫外光及微波。
過硫酸鹽在當今的濕法TOC分析儀中廣泛使用;美國STAR的TOC-3000型分析儀、美國GE的400型、800型、900型Sievers系列TOC分析儀采用臭氧氧化法;美國STAR的TOC-4000型分析儀、美國ThomTon的TOC-502P分析儀采用紫外光氧化法，煙臺的TOC-2008ZD和杭州泰林公司的HTY-D1000TOC分析儀也采用紫外光氧化。
(2)檢測器 比較
CO2檢測的方法研究也很多，經無數(shù)次的試用、改進、淘汰，目前使用最多的是紅外，其次是電導然后是庫侖等。
“庫侖法檢測器在美國Coulometrics的System130、美國UIC的CMI燃燒催化氧化TOC儀和System230紫外過硫酸鹽氧化法TOC儀中使用。”
“電導檢測在美國ThomTon的TOC-502P分析儀及美國GE的400型、800型、900型Sievers系列TOC分析儀中使用。電導檢測器的優(yōu)點是靈敏度高、線性范圍寬、價格低，缺點是受外界溫度影響大。只要做好恒溫措施或溫度補償完全可以達到TOC分析儀的性能要求。煙臺的TOC-2008ZD和杭州泰林公司的HTY-D1000TOC分析儀也采用電導檢測器，但煙臺的電導檢測器具兩個電導池，一個測量池、一個參比池。”
“NDIR的特點是直接測定CO2含量，無需二次轉換，精度高;但適合在TOC分析儀上使用的國產NDIR還不過關，體積大、價格高，是TOC分析儀國產化的最大難題之一。”
(3)進樣器 難點
“自動進樣器特別是高精度進樣器、高精度蠕動泵不能制造，是全國精密加工技術普遍存在的問題，也是TOC分析儀國產化中的一個瓶頸。”
“水質自動監(jiān)測儀一旦投入運行，零部件的損耗數(shù)量很大;采用進口儀器，常常由于零部件的價格過高，而出現(xiàn)‘買得起馬配不起鞍’的問題;因此，在國產化的研究中，應重視零部件的研制開發(fā)，絕不能搞進口零部件的簡單組裝之路。”
“任何一種方法，任何一種TOC自動測定裝置，都有自己的長處，也都有缺陷，不可能十全十美。用戶需要充分了解本部門的水質狀況，選擇最合理的機型，研制單位亦應根據(jù)不同的水質狀況，開發(fā)出不同特點的儀器，才能滿足環(huán)保工作的需要。”
