人類生活與環(huán)境承載力密切相關(guān)

　　在波光粼粼的水面上，倒映著大大小小的島嶼，形成一道美麗的內(nèi)海風光。不過，本應外出打漁的漁船卻都滯留在港口中。離近后才發(fā)現(xiàn)海面上覆蓋著深紅色的渾濁物，彌漫著不詳?shù)臍庀ⅰ?/p>

　　1970年代到1980年代上半期，東京灣、伊勢灣、瀨戶內(nèi)海、琵琶湖等封閉性水域，由于生活廢水和工廠廢水流入引發(fā)的水質(zhì)污染成為社會性問題。其中，赤潮的發(fā)生就是一次慘痛的教訓。由于浮游生物大量繁殖導致魚類的大量死亡，臭氣熏天，漁業(yè)和觀光產(chǎn)業(yè)遭受巨大損失。一些新聞報道甚至將發(fā)生赤潮的深紅色海面稱為死海。

　　1972年在瀨戶內(nèi)海發(fā)生的大規(guī)模赤潮事件，刷新了歷史上最多的1428條養(yǎng)殖幼年黃鰤魚窒息死亡的紀錄，損失金額達到71億日元。以此事件為開端，引發(fā)了漁業(yè)從業(yè)者的播磨灘赤潮訴訟。漁業(yè)從業(yè)者對國內(nèi)及沿岸的工廠進行投訴，要求賠償約19億日元，并立即終止有害污水排放。

　　迫在眉睫的分析方法

　　當然，政府方面也不會袖手旁觀。1971年國家開始實行水質(zhì)污染防治法，對廢水處理裝置排放的所有廢水所含污染物質(zhì)的總量進行了規(guī)定，工廠充當其沖。在1979年對代表性污染原因物質(zhì)有機物的碳含量做出進一步嚴格的規(guī)定。而后，管理對象逐漸擴大到氮、磷元素，同時對流域內(nèi)的下水道展開修整，強化排水水質(zhì)監(jiān)督力度，不斷提升廢水處理能力。

　　其中，總有機碳(TOC)分析儀能夠?qū)ψ鳛橐话阈晕廴疚锏挠袡C物進行快速、準確的分析，受到世人關(guān)注。

　　在此之前，人們采用生物化學需氧量(BOD)和化學需氧量(COD)作為有機物水質(zhì)污染的檢測指標，無法直接檢測有機物。BOD通過水中微生物的耗氧量、COD通過有機物氧化過程消耗的氧化劑的總量來間接推斷有機物的含量，這一過程難免會產(chǎn)生誤差，而且相當耗時。

　　相對而言，TOC分析儀通過高溫燃燒水試劑，對構(gòu)成有機物的碳元素(有機碳)進行直接檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準確的分析，從而成為檢測有機物污染的有效指標。

　　分析技術(shù)的飛躍

　　1971年，在日本環(huán)境廳成立的同一年，島津制作所也成立了環(huán)境部門，并從第二年開始著手TOC分析儀開發(fā)工作。島津技術(shù)人員將著眼點放在美國DOW Chemical公司研究員發(fā)布的論文上，內(nèi)容為將水試劑在950℃高溫的電爐中進行燃燒，有機物中的碳生成二氧化碳，通過分析二氧化碳來計算TOC的總量，這種方法有望一次性解決BOD、COD方法面臨的不足。

　　1973年島津與DOW Chemical公司簽訂專利使用權(quán)許可合同。從那以后，島津通過自主研發(fā)，最終成功研發(fā)出催化氧化燃燒(TOC)分析儀。當時，日本國內(nèi)市場已被國外廠商生產(chǎn)的TOC分析儀占領，島津的TOC分析儀憑借自主研發(fā)，充分發(fā)揮國產(chǎn)儀器特點，不斷獲得水質(zhì)保護技術(shù)人員及研究人員的青睞，市場占有率不斷提高。

　　自1984年島津發(fā)布TOC-500后，島津TOC分析儀開始在全球范圍普及，其地位已經(jīng)不可動搖。TOC-500具有劃時代意義，原因是其燃燒溫度從以往的950℃大幅降低至680℃。

　　以前，為了能夠準確測量有機物含量，從燃燒氧化的難易度來看，溫度越高越省事。雖然人們知道降低燃燒溫度的好處，但尚未有任何儀器廠商敢去挑戰(zhàn)。而偏偏島津的技術(shù)人員將低溫燃燒設為前提來進行研發(fā)，可以說是采用逆向思維。通過燃燒方法的改進、數(shù)據(jù)處理方法的開發(fā)，使得燃燒溫度下降，不僅實現(xiàn)了過去難以實現(xiàn)的含有海水鹽分的樣品分析，而且大幅提高了燃燒管、催化劑等消耗品以及儀器自身的耐用性，顯著改善了維護成本。

　　如下一則故事能夠說明低維護量受到了海外用戶的關(guān)注。

　　TOC-500首次在海外亮相是在美國的展覽會上。參觀者驚訝于TOC-500僅在幾分鐘內(nèi)就輕松完成了燃燒管的更換，不禁拍手稱奇。當時在國外使用的TOC分析儀若想更換燃燒管，需先將950℃的電爐降至室溫，打開爐子將燃燒管換好后，再升溫至950℃，至下一次的分析就緒，實際上要花1天時間。

　　其卓越的性能和易用性，為廢水處理技術(shù)的研發(fā)和水質(zhì)污染原因的研究起到了巨大的推動作用，成為世界上使用最廣泛的TOC分析儀。

　　1984年發(fā)售的島津?qū)嶒炇矣每傆袡C碳分析儀TOC-500

　　不斷擴大的舞臺

　　1989年發(fā)售的后續(xù)機型TOC-5000，通過最新的燃燒、分析系統(tǒng)實現(xiàn)了高靈敏度和自動進樣，使用方面更加便捷。通過提高靈敏度，適用范圍從原來的ppm(1ppm=100萬分之一)級擴大到了ppb(1ppb=10億分之一)級。

　　受益者之一就是半導體工廠。半導體在生產(chǎn)過程要求對硅晶片進行徹底清洗，清洗水中若含有雜質(zhì)則會導致產(chǎn)品性能下降。因此，對TOC的控制監(jiān)測非常重要。

　　而后TOC-V、TOC-L相繼誕生，機型不斷更新，能夠進行總氮同時分析，并且可以應對氣體樣品和固體樣品，通過增加新功能，不斷擴展自身的舞臺。

　　TOC標準早已成為重要用水領域中廣泛采納的標準，如水道法中自來水的水質(zhì)標準，以及制藥用水標準。

　　時至今日，我們已經(jīng)很少聽說赤潮事件。日本的湖泊、海洋又恢復了昔日的風光。大家應該記得總有機碳(TOC)分析儀在這一過程中承擔了重要角色。