TOC测定在水质监测中发挥着越来越重要的作用，成为判定水体健康的又一重要指标，本文介绍了TOC测定的原理、常用的TOC分析仪，以及TOC与COD、BOD等水质污染指标之间的关系。 总有机碳（Total Organic Carbon，简称TOC）是以碳含量表示水体中有机物总量的综合指标，在水体的氧平衡和碳平衡中起了很大的作用。有机化合物是以碳链为骨架的物质，其中碳元素又都处于低价还原状态，在水体中会消耗溶解氧，影响水生生物的生存条件，破坏水生态平衡。因此，测定水体中总有机碳的含量有助于控制水体的有机物污染，可用于评价水体中有机物的污染程度。同时，由于其测定采用高温燃烧法，可以将有机物全部氧化分解，因而该指标比化学需氧量（CODCr）和五日生化需氧量（BOD5）更能直接反映出水体受有机物污染的程度，可以作为工业废水、地表水、地下水、海水、饮用水等水质控制的监测手段。 TOC概况 测定TOC的第一步是氧化消解，主要有高温氧化法、加热的过硫酸盐氧化法、紫外加过硫酸盐氧化法、紫外线氧化法。检测二氧化碳的方法主要有非分散红外法和薄膜电导法。我国制定的TOC分析方法标准为GB13193-91《水质 总有机碳（TOC）的测定 非分散红外线吸收法》，方法规定可以采用直接法或差减法。直接法是先将水样酸化后曝气，将无机碳酸盐分解生成二氧化碳驱除，再注入高温燃烧管中，直接测定TOC。差减法是先将水样连同净化空气（干燥并除去二氧化碳）分别导入高温燃烧管（900℃）和低温反应管（160℃）中，经高温燃烧管的水样被高温催化氧化分解，使得有机化合物和无机碳酸盐均转化为二氧化碳，而经低温反应管的水样受酸化使得无机碳酸盐分解成二氧化碳，所生成的二氧化碳依次引入非分散红外检测器，由于一定波长的红外线可被二氧化碳选择吸收，在一定范围内二氧化碳对红外的吸收强度与二氧化碳的浓度成正比，故可以对水样的TC（总碳量）和IC（无机碳量）进行定量测定再根据差减法就得到总碳与无机碳的差值，即为有机碳（TOC）的量。在此基础上，于2001年颁布了行业标准HJ/T71-2001《水质 总有机碳（TOC）的测定 燃烧氧化-非分散红外吸收法》。 为了适应在线监测的需要，我国于2003年颁布了环境保护行业标准HJ/T104-2003《总有机碳（TOC）水质自动分析仪技术要求》。干法氧化是高温燃烧，在填充铂系、钴系等催化剂的燃烧管保持在680~1000℃，将由载气导入的试样进行燃烧。湿式氧化是向试样中加入过硫酸钾等氧化剂，采用紫外线照射等方式施加外部能量将试样氧化。干法氧化的特点是检出率较高，氧化能力强，操作简单、快速。湿法氧化的特点是准确度高、进样量大、灵敏度高、安全性能好，但费时。 几种主要类型的TOC分析仪器 国际标准化组织于1987年发布了ISO8245-1987《水质 总有机碳（TOC）的测定 导则》，在1999年发布了ISO8245-1999《水质 总有机碳（TOC）和可溶性有机碳（DOC）的测定 导则》，并以此取代了1987年版。1999年版的主要改动是增加了可溶性有机碳（DOC）的测定方法，并规范了水样及试剂保存等内容。导则中提到的氧化消解方式包括燃烧氧化法/氧化剂氧化法、紫外线照射氧化法及其它高能辐射氧化法。对氧化生成的二氧化碳的检测方法有非分散红外（NDIR）法、滴定法、重量法、热导池法、电导法、库仑法、二氧化碳传感器法和氢火焰离子化检测法等。在TOC测定仪中，以NDIR检测器使用最多，国家标准GB13193-91规定了测定地面水中TOC的NDIR法。美国试验材料检验协会(ASTM)认证的CO2检测方法只有两种，即NDIR和薄膜电导率检测。 目前的氧化方法仍以高温氧化法为主导，且有不断的创新。如紫外线加过硫酸盐氧化体系和O3/H2O2体系氧化。在紫外光的照射下，液体样能连续不断的生成氧化剂。只使用紫外光就能使所有的溶解的有机碳被氧化，但颗粒物及胶体不能被完全氧化。过硫酸盐和UV相结合能确保TOC的定量回收。现在，流动系统在TOC测定中的应用已非常普遍，许多商品分析仪都包括了紫外消解单元。紫外光氧化测定水和废水中的TOC已列为ISO标准和德国、美国、日本等国的标准方法。在紫外光氧化过程中，为了加快有机物的分解，人们常用TiO2作光氧化的催化剂。TiO2是目前公认的性能最好的光催化剂，TiO2光催化氧化法已经获得了实际的运用，但至今没有获得美国试验材料协会的认证。O3/H2O2体系氧化利用H2O2的加入，增加O3分解过程中OH基团的数量，增强氧化效果，与单纯采用O3氧化的结果进行对比，证实O3/H2O2氧化效果好。
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