総有機炭素(TOC)分析計は水体、土壌及び工業過程における有機汚染物を監視する重要なツールであり、その技術の核心は有機物を二酸化炭素(COタンパ)に定量的に転化し、COタンパ濃度を測定することによって総有機炭素含有量を逆推論することにある。主流技術路線は燃焼酸化法と紫外酸化法に分けられる:
ねんしょうさんかほう
高温(680〜900℃)燃焼により、セラミック触媒酸化管の作用下でサンプル中の有機物をCOタンタルに酸化した。この方法は酸化効率が高く、高濃度有機物サンプル(例えば工業廃水)に適しているが、高温により塩含有サンプルが閉塞したり、部品が腐食したりする可能性がある。
紫外線酸化法
185 nm紫外線と過酸化水素/オゾンとの相乗作用により、低温で有機物酸化を実現した。利点は、高温部品がなく、高塩または腐食性試料(例えば海水)を分析することができるが、芳香族炭化水素などの複雑な有機物の酸化効率に限界がある可能性があることである。
コア検出方法
酸化により生成されたCOタンパは、以下の技術により定量される:
非分散赤外検出(NDIR):4.26μm波長のCOタンパによる特徴吸収ピークの濃度測定を行い、感度が高く、耐干渉性が強く、主流の検出方法である。
導電率測定:超純水または低濃度サンプルに適用し、COタンパが水に溶解した後に発生する導電率変化を測定することによって測定を実現するが、頻繁に校正する必要がある。
膜コンダクタンス法:COガリウムを半透膜により選択的に分離した後に検査し、高湿度または複雑なガスサンプルに適用する。
技術上の利点
TOC分析計はリアルタイム性が強く、感度が高い(測定限界がμg/L級に達する)、操作自動化などの特徴があり、製薬用水のモニタリング、工業廃水排出のコンプライアンス検査及び半導体洗浄プロセスの制御などの分野に広く応用されている。その核心的価値は有機汚染の程度を迅速に評価し、水質管理、プロセス最適化及び環境監督管理にデータサポートを提供することにある。