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重金属在线监测技术及仪表解析

水中重金属在线监测技术及仪器

上海轻工业研究所有限公司研发中心邱海兵

摘要：文章介绍了水中重金属在线监测的重要性，重金属在线监测采用的分析技术，并就几种分析技术进行了对比，同时汇总了目前市面上主要的重金属在线监测仪器，最后提出了重金属在线监测存在的问题。

关键词：重金属；在线监测

重金属污染具有致癌、致畸、致突变的巨大危害。在全世界范围内，几乎每个经历过工业化的国家和地区都曾发生过不同程度的重金属污染，而且因为积累效应造成多起因重金属污染的重大危害事件，给生态环境和当地居民生命健康造成了巨大危害。

目前，我国由于工业快速发展，含重金属工业废气、废水和废渣的大量排放，使得我国的重金属污染形势日趋严重，仅2009年以来就发生30多起重金属污染事故，2011年9月上海也发生儿童集体血铅超标事件，对生态环境和人民群众生命健康构成了巨大危害，引起了政府的高度重视。因此，通过建设重金属在线监测工程，加强对重金属污染防治和减排的监管十分紧迫。2011年2月国务院批复的第一个“十二五”规划——《重金属污染防治“十二五”规划》，就是在此背景下出台的。

1、重金属在线监测对重金属污染防治的重要作用

《重金属污染防治“十二五”规划》将全国14个省区纳入“十二五”重金属重点治理省区，138个区域被列为重点治理区域，4452家企业被纳入重点监管单位。“规划”还指出，到2015年，重点区域的重点重金属污染排放量要比2007年减少15%，非重点区域的重点重金属污染排放量不超过2007年的水平。因此，我国的重金属污染防治的任务重、时间紧，将面临巨大的挑战。

为切实加强对涉重金属污染排放企业的监管，督促其建设可靠的重金属污染治理设施，并确保投入稳定运行，重金属在线监测作为自动化、信息化的监管手段必不可少。通过采用质量可靠的仪器，建设标准规范的工程，建成重金属在线监控体系，对督促企业确保重金属污染治理设施连续稳定运行，落实重金属污染防治目标具有重要作用。2、水中重金属在线监测技术

目前，国内外真正应用于水中重金属在线分析的技术主要是比色法和电化学分析方法。比色法又称为分光光度法，是化学分析中常用的方法之一。重金属电化学分析方法

由海洛夫斯基发明[1]，后经众多学者优化发展。

2.1 比色法重金属在线监测技术

比色法是经典的化学分析方法之一，主要基于 Lambert-Beer定律，在一定的条件下，重金属离子与某一特定的试剂进行化学反应，在溶液中产生新的化学物质，该物质一般具有特定吸收波长光；当一束与新产生的化学物质匹配的单色光通过该溶液时，溶液的吸光度与溶液中新产生的化学物质浓度相关，据此建立吸光度与被测组分的浓度关系。

该方法原理简单，不需要特殊设备，一般分光光度计即可满足需求，因此在实验室

重金属分析中依旧较为常见。当该技术应用于水质重金属在线分析时，选择合适的显色剂，以及消除其他金属组分干扰是关键；其次是获得稳定可靠的单色光，以及光强检测系统。同时，为了提高测量的准确性和稳定性，可靠稳定的进样装置也是非常关键的技术；考虑到在线仪器运营维护费用，小体积进样也是重要的参考指标之一。

用该方法进行水质在线分析时，不同的重金属组分需要不同的显色剂，例如测砷时

一般采用银盐，铅、锌测定时一般采用双硫腙，镍测定时一般采用定丁二酮肟等。同时，为了消除其他组分对被分析组分测量的干扰，需要采用特殊的方式对分析过程进行处理，包括加入掩蔽剂、氢化物发生剂等。比色法水质在线分析仪一般一台仪器只能测定一种离子，无法同时测定多种离子。根据被测组分的差异，同一种在线分析仪一般可分为测离子态和总量两种型号，同时具有多个量程。

该方法的重金属在线分析仪灵敏度较低，适用于测定某些特殊组分以及较高浓度的

重金属，如在水环境——特别是饮用水中含量相对较高并且对人体危害性不大的锌离子（总锌）、铜离子等的在线监测，高浓度废水中重金属的检测——例如电镀废水、采矿废水、钢铁冶炼废水等在线监测。在被测重金属组分浓度较低的应用环境中，如在地表水、饮用水乃至污水处理设施排放口进行重金属检测时，一般情况下该方法无法满足要求，不推荐采用该方法。该方法的水中重金属在线分析仪器选型时，需要考虑另外一个问题：在某些重金属检测中用到的显色剂、掩蔽剂或者生成物本身对环境和仪器操作维护人员存在较大的潜在安全隐患，以砷比色法为例，目前某些厂商采用的氢化物发生比色法会产生剧毒气体砷化氢，潜在危害性大。第三个需要考虑的问题是比色法存在干扰问题，不仅颜色、浊度对测量存在干扰，而且需要考虑重金属组分的相互干扰问题，如在测铅时一般采用双硫腙做显色剂，而双硫腙可同时与锌、铜、镍和钴等多种离子发生

化学反应，生成有色化学物质，如果采用双硫腙法在线分析铅时，被测水样环境中这几种组分的含量不能太高，或者需要采用某些的方法对被测水样进行预处理。

2.2 电化学法重金属在线监测技术

电化学方法也是目前水中重金属在线监测的一种重要的检测技术。

电化学方法将化学变化和电的现象紧密联系起来，在诸多领域有着广泛的应用，在对水中μg/L数量级的重金属进行检测时，采用的是电化学溶出分析技术，该技术依据化学变化以及电变化对水中重金属进行精确定量[2-5]。电化学溶出分析技术一般分为三个阶段，第一阶段为预电解富集：水样经过前处理系统进行处理后，通过顺序注射系统流进电解池单元，在电解池中，对工作电极施加一定的电压对被分析组分进行预电解富集，使被测金属富集于工作电极上；第二阶段为静止：电解池维持静止，然后采用一定的方式让重金属稳定存在于工作电极上并消除水中气态物质对测定过程的干扰；第三阶段为溶出：采用特定的方式使富集于工作电极上的被测重金属从电极上溶出，获得被测组分的波形，根据波形（峰位置和峰高）确定被测组分和被测组分的浓度。在电化学溶出分析技术中，最关键的是工作电极。目前，常用的工作电极包括液态汞电极、汞膜电极、炭糊电极、多孔电极、铋膜电极、金电极、铂电极等。

电化学溶出分析的技术优势是在合适的工作电极、合适的分析环境条件下，可以对水中μg/L数量级的重金属进行精确的定量分析，并且能够同时分析水中的多种重金属离子，分析过程本身不会产生危害性大的副产物。但是电化学分析方法易受到水中有机物等的干扰，因此需要预处理，大多数情况下分析的是某种金属离子的总量，如总铅、总镉等。另外，如果电极使用的是液态汞或者汞膜，分析过程会引入汞，对环境和分析操作维护人员存在较大的危害，这也是电化学溶出分析技术没有得到普遍推广的主要原因。

2.3 重金属在线监测不同测量方法之间的技术比较

表1中列出了重金属在线监测不同方法之间的技术比较：

表1

是否使用化学试剂需要，且试剂一般都

比较特殊

只测离子，所需试剂少

测总量所需试剂多，测离

子需试剂少

二次污染测铅、砷、氰时试剂

有毒

一般无毒一般无毒

试剂稳定性一个月只测离子，至少一个月一个月试剂配置过

程

复杂简单复杂零件定期更

换

很少电极电极

关键测量部件特性测量池易脏，影响测

量，但可自动清洗

电极易脏，严重影响测

量，需人工清洗

电极易脏，严重影响测

量，需人工清洗

维护量低定期清洗电极维护周期长于电极法对水样的要

求

无不能含有悬浮物要求低于电极法

细过滤总量测定不需要，离

子测定需要

需要需要

操作费用低高高安装耗时一天半天半天3、国内外重金属在线监测仪器汇总

表2是目前市面上主要重金属在线监测仪器的汇总。

表2

公司产品分析方法测量范围

意大利systea 希思迪μMAC C TNi在线总镍分析

仪

分光光度法

0-1/3/5/10/20/50ppm μ MAC C Cu铜离子在线监

测仪systea

0-1ppm

HACH 哈希CRM-2C六价铬在线分析仪比色法

0～0.5mg/L；0～

1.0mg/L

APA6000铜离子在线分析

仪

带有自动滴

定泵方法和

比色法相结

合的综合方

法

低量程：0.05-2.0mg/L，

高量程：1.0-10.0mg/L

美国Thermo

热电EcaMon 10在线重金属测

定仪

阳极溶出伏

安法

0 - 10 mg/L EcaMon TE-10系列在线重

金属分析仪(中高量程)

（铜、镍、银、总铬、六

价铬、镍、铁、锰、砷、

锌、铅、汞）

电化学溶出

伏安法

0 - 50 mg/L(其它量程可

选)

EcaMon SaFIA系列在线重

金属监测仪(低量程) （铜、

电化学溶出

伏安法

0 - 1000ug/L(其它量程

可选)

目前的两种重金属在线监测方法，比色法较为传统，更易被接受，设备成本比电化学在线分析仪成本低，在一些特殊的场合，特别是待分析重金属成分浓度较高时，可以考虑该类型分析仪，在该类型设备的选型上，试剂消耗量直接与运行成本相关，进样系统、比色装置与准确度相关，因此应是关注的重点。

在中低浓度的重金属在线监控中，如地表水、饮用水、水处理设施排放口重金属在线监测，基于电化学溶出分析技术的在线重金属分析仪能够对μg/L数量级的重金属进行精准定量分析，无疑是首选。

4、重金属在线监测存在问题[6]

1) 目前没有关于重金属在线分析产品的检定规程，因此在重金属在线分析产品上，存

在着良莠不齐的现象，以比色法重金属在线分析仪为例，该方法无法对μg/L数量级的重金属进行分析，而在重金属在线分析需求上，往往是需要对该数量级的重金属进行分析。一些厂商为了适应这些需求，盲目宣传比色法在线重金属在线分析产品能够达到μg/L数量级重金属在线监测，与实际情况不符。

2) 由于没有重金属在线分析检定规程，因此在计量仪表认证上，存在一些问题，某些

公司为了市场策略的需要，虚假宣传，或者采用过期的认证进行宣传，在一定程度上影响了重金属在线产品监测市场的健康发展。

3) 在重金属在线监测结果的验收上，目前并无标准可依，因此未来重金属在线监测，

可能有建设后不能准确运营的风险。

因此，对于重金属在线监测而言，规范化是目前最亟待解决的问题。

随着我国重金属污染问题越来越受到重视，重金属在线监测会得到更大程度的关注。尽管目前重金属在线监测依旧存在一定问题，但相信随着制度的完善，重金属在线监测市场也会日趋完善。

参考文献：

1.Allen J.Bard,G.Inzelt,Fritz Scholz;Electrochemical Dictionary[M].Springer,2008.33

2.Jaroon Jakuneea,Jaroon Junsomboona.Determination of cadmium,Lead,Copper and zinc in the acetic acid extract of glazed ceramic surfaces by anodic stripping voltammetric method[J]，Talanta,2008,77:172-175.

3.G.Dugo,L.L.Pera,act,Determination of Cd(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Pb(Ⅱ),and Zn(Ⅱ) content in commercial vegetable oils using derivative potentiometric stripping analysis[J].Food Chemistry,2004,87:639-645.

4.T.NedeLtchevaa,M.Atanassovaa,J.Dimitrovb,act.Deternination of mobile from contents of Zn,Cd,Pb and Cu in soil extracts by combined stripping voltammetry[J]。Analytica Chimica Acta,2005,52:143-146.

5.Othman A.FarghalLy,Direct and simultaneous voltammetric analysis of heavy metals in tap water samples at Assiut city: an approach to improve the analysis time for nickel and cobalt determination at mercury film electrode[J],Microchemical Journal,2003,75:119-131.

6.张相思，王静.水中重金属在线监测技术探讨[J].中国环保产业，2010(8):41-43.

重金属在线监测

微反应器中水样有机物光催化降解及重金属在线检测 1.引言环境样品的重金属测定往往需要将样品消解以消除有机物的干扰，常规的方法需要强酸在高温下将有机物消解，往往需要数十分钟时间，且容易产生二次污染。纳米TiO2光催化氧化技术具有光催化活性高，反应速度快，有机污染物在几分钟内就被破坏，几乎所有有机物都可降解，可氧化ppb级的污染物，无二次污染等突出优点[2]，被越来越多地应用于环境水质分析等环境监测中【】。以微流控芯片为基本单元的微型分析系统可以降低能源消耗，减少空间、样品和试剂的使用，[3]内表面涂敷光催化剂的微流控芯片具有微通道内表面可负载大比表面积的固体催化剂，紫外光强照射均一，透射率高，光催化效率高等优点[5]。目前微流控芯片已用作光催化微反应器，用于有机物的光催化降解，并应用于环境监测当中。Zhang等[16]研制了一个高光载效率即转盘光催化反应器，并将其用于COD测定，以KMnO4为纳米TiO2光生电子的接受体，在光催化降解10min条件下，可准确地测定0–260mg L?1 之间的COD 值。Daniel 等[15]设计了电化学检测集成的微流控反应器，在其中利用吸附于金电极上的TiO2催化光降解水中EDTA，并用伏安法测定水中铜含量。然而这些方法光催化的能力及效率都还不够高，通常需数分钟甚至数十分钟才能将mg?L－1级的有机物完全降解。与传统的重金属离子含量测定方法如原子吸收分光光度法（AAS），原子发射分光光度法（AES）和等离子体质谱分析法(ICP-MS)等相比，采用电化方法学检测重金属离子具有设备简单，易自动化，便于携带,灵敏度和准确度高，选择性好等优点。然而Daniel等采用的伏安法检测方法仅能检测一种离子，不能实现多种金属离子的同时检测。本文以内壁涂覆TiO2 薄膜的微流控芯片为光催化微反应器，在光催化微反应器上集成电化学检测系统，以大功率UV-LED为光源，利用微流控芯片的网络结构控制样品及试剂溶液的流动，建立集样品预处理、重金属离子在线电化学检测于一体的微分析系统。用TiO2/H2O2协同光催化降解水样中的EDTA，使得被EDTA络合的重金属完全释放出，利用集成的微型电化学检测系统，采用差分脉冲溶出伏安法实现多种重金属离子的快速、灵敏的在线检测。 2.实验内容 2.1仪器与试剂

微量重金属在线分析仪

微量重金属在线分析仪 ?产品简介 VIP微量重金属在线分析仪（Submersible voltammetric probe for in-situ trace element monitoring and profiling system, VIP）是意大利IDRONAUT公司、日内瓦的CABE大学以及IMT研究所联合研发的微量重金属元素分析系统，模块化的设计使得该产品成为全球唯一一款具有长期在线监测分析微量重金属元素的能力，同时具有数据自动远程传输的功能，专利化的凝胶保护型微孔传感器设计，使VIP具有抗干扰能力强和较高的测量灵敏度。采用国际权威机构认可的阳极溶出伏安法（ASV），具有检出限低、准确度高、使用维护方便等优点，可用于海洋、港口、沿海海岸区、湖泊、河流、地下水、峡谷河口、水库等水生生态系统中多种微量重金属的同步实时在线分析。 ?产品特点多元素同步分析，可同时在线检测Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+、Mn2+和Fe2+；动态测量范围广（ng/L到mg/L）；独特的凝胶保护型微孔传感器设计，抗干扰能力强、测量灵敏度高；自动校准设计，保证测试结果的一致性和可靠性；可适用于深水测定，最大潜水深度达到500米；监测数据可自动分析与远距离传输；操作简便，具有先进的电脑控制分析与控制系统；维护方便（月/次），工作量小，领先与同行业产品；采用汞电极技术，保证测量高灵敏性、高再现性、低危害性；良好兼容性，可同时搭载CTD、溶解氧仪、pH计、氧化还原测定仪等多种仪器； ?检测原理 VIP微量重金属在线分析仪遵循国际权威机构认可的阳极溶出伏安法（ASV），采用自主研发的新型凝胶-微孔膜传感器技术，检测各种金属元素。首先，在一定的外加电压下, 电解质溶液中的Hg离子还原沉积在电极表面，随后被测金属离子被还原并沉积在铱膜上，此为一个富集过程；电沉积过程结束后，工作电极电位从负向正的方向扫描, 此时沉积的金属从电极上快速溶出, 从而获得很大的溶出电流，根据溶出电流峰的出峰电位和峰高作定性与定量分析。专利化的凝胶保护型微孔传感器设计，提高了测量抗干扰能力；自动校准设计，保证测试结果的一致性和可靠性。

固体废物监测技术路线

固体废物监测技术路线 1、技术路线采用现代毒性鉴别试验与分析测试技术，以危险废物和城市生活垃圾填埋厂、焚烧厂等重点处理处置设施的在线自动监测为主导，以重点污染源排放的固体废物的人工采样-实验室常规监测分析为基础，逐步建立并形成我国完整的固体废物毒性试验与监测分析的技术体系，使我国环境监测系统具备全面执行固体废物相关法规和标准的监测技术支撑能力。 2、监测内容 2.1 危险废物的毒性试验鉴别危险特性的必测项目包括：易燃性、腐蚀性、反应性、浸出毒性、急性毒性、放射性。选测项目为：爆炸性、生物蓄积性、刺激性、感染性、遗传变异性、水生生物毒性。 2.2 固体废物的监测分析必测项目包括：As、Be、Bi、Cd、Co、Cr、Cr（VI）、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、Tl、V、Zn、氯化物、氰化物、氟化物、硝酸盐、硫化物、硫酸盐、油分、pH；卤代挥发性有机物、非卤代挥发性有机物、芳香族挥发性有机物、半挥发性有机物、1,2-二溴乙烷/1,2-二溴-3-氯丙烷、丙烯醛/丙烯腈、酚类、酞酸酯类、亚硝胺类、有机氯农药及PCBs、硝基芳烃类和环酮类、多环芳烃类、卤代醚、有机磷农药类、有机磷化合物、氯代除草剂、二恶英类。 3、监测频次固体废物的常规监测频次为2次/年。特殊目的监测可根据实际情况加大监测频次。 4、监测分析方法 4.1 无机污染成分无机污染成分的分析方法主要采用分光光度分析技术（SP）、

离子色谱法（IC）、火焰原子吸收光谱技术（FLAAS）、石墨炉原子吸收光谱技术（GFAAS）、氢化物发生原子吸收光谱技术（HGAAS）、氢化物发生原子荧光光谱技术（HGAFS）、ICP发射光谱技术（ICP）和ICP-MS技术。分析溶液的制备方法主要采用高压釜酸分解技术和微波辅助酸溶解技术，试液主要采用单酸或混酸消解的前处理方法并结合其他分离富集技术来获得。 4.2 有机污染物成分有机污染成分的分析方法主要采用气相色谱技术（GC）、气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）和高效液相色谱技术（HPLC）。有机污染成分的提取方法主要采用快速溶剂萃取技术或微波辅助溶剂萃取技术；有机污染物的分离富集方法主要采用精制硅藻土柱色谱净化法、Florisil柱色谱净化法和薄层色谱分离法；待测试液的进样主要采用吹扫-捕集技术（PT）、顶空技术（HS）和热脱附等技术。 5、固体废物处理处置过程中的污染控制分析 5.1 与焚烧设施有关的分析排气分析的技术手段：（a）在线连续自动分析系统（CEMS）的分析项目为烟粉尘、SO2、NOx、HX、CO；（b）自动采样-实验室分析的分析项目为重金属、二恶英等。排水分析的技术手段：执行污水监测技术路线。焚烧残余物分析的技术手段：人工采样-实验室分析的项目为灰分（%）、烧失量（%）等，其它项与固体废物分析相同（参考第3～第5节）。 5.2 与填埋设施有关的分析填埋场排气分析的技术手段：在线连续自动分析的分析项目为CH4、CO2、恶臭、VOCs等。渗滤液及其处理排水分析：渗滤液执行污水监测技术路线，处理后的排水采用污水在线自动监测系统技术路线，主要分析项

环境监测第四版复习资料_完整版教材

第一张绪论 1环境监测是通过对影响环境质量因素的代表值的测定,确定环境质量(或污染程度)及其变化趋势. 2环境监测的过程一般为：现场调查→监测方案制订→优化布点→样品采集→运送保存→分析测试→数据处理→综合评价等。 3环境监测的对象包括：反映环境质量变化的各种自然因素，对人类活动与环境有影响的各种人为因素，对环境造成污染危害的各种成分。 4环境监测按监测目的分类有三种监视性检测（又称例行监测或常规监测）特定目的监测（又称特例检测）根据特定目的环境监测可分为污染事故监测，仲裁监测，考核验证监测，咨询服务监测。研究性监测（又称科研监测）监测数据的五性：（P498） 1）、准确度：测量值与真实值的一致程度； 2）、精密度：均一样品重复测定多次的符合程度； 3）、完整性：取得有效监测数据的总数满足预期计划要求的程度； 4）、代表性：检测样品在空间和时间分布上的代表程度；5）、可比性：检测方法、环境条件、数据表达方式等可比条件下所得数据的一致程度。

环境监测质量控制可疑数据的取舍方法及适用条件：修约规则：四舍六入五考虑，五后非零则进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去。五前为奇则进一。（二）、可疑数据的取舍 1．Dixion 检验法步骤： ①将一组测量数据由小到大顺序排列 ②根据测定次数计算Q 值 ③查表Q α（n ） ④判断Q ≦Q0。05 正常；Qo 。05Q0.01离群值，舍去. 2．Qrubbs 检验法步骤： ①将一组测量数据由小到大有序排列，求x ，s ②计算统计量 s x x T min -= 或s x x T -=max ③查表)(n T α ④判断：若T ≦T0。05正常离群值；T0。05T0.01离群值,应舍去； ⑤在第一异常数据剔除后,可重新检验新的离群数据。 t 检验在环境监测中的应用；（四）均数置信区间和“t ”值，置信区间表示以样本均数代表总体均数的可靠程度。t 值是

重金属废水电化学处理智能化成套设备( 长沙华时捷环保科技发展有限公司)

项目名称重金属废水电化学处理智能化成套设备推荐单位长沙市科技局项目综述查看主要完成人 1.蒋晓云蒋晓云博士是本项目的第一负责人，对创新点1、创新点2、创新点3均作出了重要贡献，项目实施期间，本项目的工作量占其全部工作量的85%。在她的领导下，项目组成功研发了梯形间隔对称结构电化学处理反应器、多参数远程多点自动采样重金属水质在线监测系统，最佳工艺参数数学模型和数据库，电化学处理智能自动控制系统等多项关键技术，使电化学技术处理重金属废水在国内首次实现了大规模的推广应用，填补了国内空白，解决了我国重金属废水处理的难题，为“十二五”重金属减排提供了重要的技术支撑。 2.谭自强谭自强同志是本项目的主要技术负责人之一，对创新点1、创新点2作出了重要贡献，项目实施期间，本项目的工作量占其全部工作量的80%。谭自强同志领导研发了梯形间隔对称结构电化学处理反应器和多参数远程多点自动采样重金属水质在线监测系统。梯形间隔对称结构电化学处理反应器是一种结构简单紧凑、成本低廉、能耗低、拆装维修方便、处理效率高的用于处理重金属废水的电化学装置，大幅提升了电化学处理效率和稳定性。通过以模块方式整合到成套设备中的高性能低成本、可同时监测多个参数和可以实现远程多点自动采样的重金属水质在线监测系统，实现了实时精确监测对处理效果有关键性影响的参数和处理后出水水质的情况。 3.唐浪唐浪同志对创新点2作出了重要贡献，项目实施期间，本项目的工作量占其全部工作量的85%。唐浪同志是新型汞滴形成装置、具备自动清洗功能的精确定量远程多点自动采样装置的主要研发负责人。新型汞滴形成装置突破了以往同类技术汞滴在测量周期内易从电极上掉落，汞滴大小一致性差的关键技术问题，使得汞球型悬汞电极装置相比传统银汞膜电极具有重现性更好、运行更稳定的优势得以充分发挥，大幅的提高了准确性、重复性等水质在线监测系统的核心技术性能指标。具备自动清洗功能的精确定量远程多点自动采样装置的研发进一步提高了水质在线监测技术的准确性、重复性等技术性能指标。 4.王强王强博士对创新点3作出了重要贡献，项目实施期间，本项目的工作量占其全部工作量的80%。王强博士是最佳工艺参数数据库开发和自动控制系统操作软件系统的负责人。最佳工

水质重金属在线自动监测仪的研发

水质重金属在线自动监测仪的研发 Heavy-line automatic monitor water quality research and development 王群、李铁军、张晓波 Wang Qun、Li Tiejun、Zhang Xiaobo （锦州华冠环境科技实业公司，锦州121013）（Jinzhou Huaguan environmental Science and Technology Industrial Company, Jinzhou121013）摘要：水质重金属在线自动监测仪采用无汞电极，不仅避免了沾汞电极需定期更换汞膜的缺点，而且减少了环境污染，通过高精度差分脉冲阳极溶出伏安法(DPASV)，可以有效的消除溶氧残余电流等背景电流的影响，使检测限降低，灵敏度提高。关键词：无汞电极、差分脉冲、阳极溶出 Abstract:Water-line automatic monitor of heavy metals using mercury electrodes,not only to avoid contact with mercury mercury-film electrode to be regularly replaced the shortcomings,but also reduce environmental pollution, high-precision differential pulse anodic stripping voltammetry(DPASV),can effectively remove dissolved residual current of oxygen and other background currents,the lower limit of detection,the sensitivity increased. Key words:Mercury electrode;Differential pulse;Anodic stripping 1引言水环境是人类生存环境的一个重要子系统，人类生产和生活都时刻离不开水。重金属污染是危害最大的水污染问题之一，重金属具有毒性大、在环境中不易被代谢、易被生物富集并有生物放大效应等特点,严重威胁人类和水生生物的生存。为了加大对水污染的监控力度，国家环保总局规定重点水质污染源必须配备各类水质在线自动监测仪，水质重金属在线自动监测仪的市场需求巨大。根据国家环保总局规定的水质重金属检测标准，目前国内水质重金属在线自动监测仪主要采用的阳极溶出伏安法具有仪器简单、检测下限低、灵敏度高等优点。但是，常规阳极溶出伏安法由于背景电流的影响，检测下限和灵敏度受到限 1

PhotoTek 6000多参数重金属在线水质分析仪(光学法)

PhotoTek 6000多参数重金属在线水质分析仪（光学法）PhotoTek 6000Multi parameter on-line water quality analyzer (Optical method) PhotoTek 6000采用模块化设计，可实现多个重金属元素的同时在线分析，模块化的设计确保设备长期稳定运行；独特设计的双光束光学检测技术，配备消解模块，可准确测量各种水质中重金属元素；同时专利设计的液路系统，不会造成采水管路的堵塞，维护量少。PhotoTek 6000 uses modular design, implementation and analysis of the heavy metal elements of online at the same time, the modular design to ensure long-term stable operation of the device; the unique design of the double beam optical detection technology, equipped with resolution module, heavy metals in the accurate measurement of water quality; at the same time design patent liquid road system, will not cause mining water pipeline blockage, maintenance quantity is little 测量原理Measurement principle 一定体积的水样经过消解处理，其中待测重金属元素的物质全部氧化为离子态，待测重金属离子与显色剂进行络合，形成特定颜色的络合物，在一定的波长处，该络合物具有最大吸收，此吸光度与待测物的浓度呈线性相关，由吸光度可计算待测重金属的浓度。

EnviroLyzer在线重金属分析仪

AppliTek ? 水质分析仪在线分析仪 EnviroLyzer ? colorimetric可以监测众多水质指标，有一个专为EnviroLyzer ?系列开发的紧凑的色度计组件，采用长光程仍然保证了非常高的灵敏度（μg/L范围）。采用微量分析，可以使试剂的消耗量减少。光学部件和样品（或添加的试剂）之间并无直接接触，避免了光学部件的污染或腐蚀。采用细光栅滤光避免了环境光线的任何干扰。灵活的分析仪主机能够完美地重复任何标准或实验室湿法-化学方法，在监测铜、铬、铝、铁、镍、锰和锌等重金属表现出优异的分析性能，是重金属在线监测的首选仪器。 EnviroLyzer ? colorimetric 在线比色分析仪系列先进的特点：分析多个样品流：应用领域：在线自动比色测量采用间歇测量方式，降低试剂和样品消耗智能特点：自动校准、自动检验和自动清洗，可减少停机时间和降低维护量用标准方法对检测参数进行出厂标定极简设计，占地面积小，低复杂度，操作简便集成了工业面板PC，专业AppliTek控制器软件扩展数据通信和交换特性可选配自动稀释装置，用于超高量程测量 AppliTek的集成多功能单元 ModuPlex ? 由额外的电磁阀以及专用的阀控制软件组成。通过此选件，可顺序监视3个样品流，从而降低每个取样点的成本。每个样品流的结果可通过各个模拟量输出来传输。根据特殊要求，我们可以集成共6个阀门的阀组，从而使一台在线分析仪可以监测的样品流数量翻番。饮用水监测地表水监测废水监测冷却水监测锅炉给水/蒸汽循环监测AppliTek ?中国服务热线：400-601-8877 高灵敏度和高选择性，可提供从 μg/L 到 mg/L 的测量范围

我国环境监测技术路线

我国环境监测技术路线刘雅妮摘要：随着我国经济的飞速发展而同时出现的一弊便是环境问题，生态环境的破坏和环境污染问题越来越突出，人们生活环境的质量也在不断的恶化，在这种情况下环境在线监测技术应运而生，也逐渐成为了科学家们非常重视的课题。环境监测的主要目的是准备、及时、全面地反映环境质量现状和发展趋势，为环境管理、污染源控制、环境规划等提供科学依据。本文对我国的在线监测技术做了较详细的分析，以及现在存在的问题，同时探讨了在线监测技术的发展趋势。关键词：环境监测发展趋势存在问题现状引言:近年来，环境与资源约束瓶颈加大，环境污染呈加剧蔓延趋势，新污染物质和持久性有机污染物的危害逐步显现，生态与环境问题变得更加复杂，环境风险更加巨大，环境问题引起了国家的高度重视。而环境自动在线监测技术的出现也为良好的保护环境的目标，提供了有力的保证，这项技术在全国各地区普遍推广的同时，也在应用过程中出现了一些问题，值得每位热爱环保,从事环境工作的人们去思考和解决这些问题。我国的环境自动监测技术发展十分迅速，覆盖区域也十分广阔。自从 20世纪 80 年代初我国开始实行环境自动监测技术后，其它类型的环境自动监测技术也在我国陆续推广应用。此技术的发展一方面大大的推动了城市空气质量提高进程，另一方面也促进了其他环境自动监测技术的发展。目前地下水自动监测技术、噪声控制自动监测技术、水污染自动监测技术等各种环境自动监测技术已经在全国各地发展起来，并且发展势头相当猛烈，对治理环境污染起到了不可磨灭的作用。科技发达化，信息技术化、成为推进我国环境自动监测技术水平全面提高的催化剂。环境自动监测系统包括自动采样系统、自动监测仪表、数据采集与传输系统、中心站数据收集与处理系统四大部分。随着我国环境自动监测技术的进步、仪表智能化发展及网络技术和地理信息系统技术发展, 新建的环境自动监测系统现已趋于日益完善的状态。一、我国环境监测存在的问题 1.1我国环境监测设备在品种、数量、性能、质量上远远满足不了实际工作中的需要。全国大部分监测站的仪器装备技术含量很低，功能单一，稳定性和可靠性差，亟待更新换代。有关专家认为，环境监测仪器设备生产企业将向两个方向分化，一类是大型的具有国际竞争能力的综合性企业，一类是一批极其专业化的中小型企业，主要擅长某类技术或精于某种产品或服务，其特点是规模小、人员专、富于经验。一大批生产企业迅速发展，开始改变我国环境监测领域只靠进口仪器的现状。同时企业、高校、科研机构、设计单位、金融、市场中介实现沟通与互动，促进规模化生产企业和规模化市场的形成。 1.2我国环境监测仪器市场存在的问题我国环境监测仪器多是中小企业生产的中低档产品，技术水平一般，产品种类少，故障率高，使用寿命短。这样使得监测频次低、采样误差大、监测数据不准确，不能及时反映排污状况，既影响环境管理的科学决策和执法的严肃性，又易挫伤企业治理污染保护环境的积极性。如各种污染源排放在线监测系统对高温、高湿、高颗粒物含量等带来的测量问题都没有很好地解决，烟尘在线自动监测系统在我国基本上还是空白，这极大地限制了烟尘总量控制制度的实施。研究开发能力较低，在线监测仪器的系统配套生产能力较低，不能适应市场的需

流域水环境重金属污染风险防控理论技术与应用

拟推荐2017年度国家科技进步奖项目一、项目名称流域水环境重金属污染风险防控理论技术与应用二、推荐单位意见该项目围绕流域重金属污染控制的关键理论技术问题，以流域水体污染控制和水质改善为目标，以清洁生产、源头控制、过程强化去除、水质改善和风险管理为主线，开展了持续系统的理论创新、技术突破和工程实践，实用性强，经济社会效果好，为促进我国重金属污染治理和风险防控技术进步起到了积极作用。该项目历时18年，研发的以清洁生产、过程与风险防控为突破口的关键技术及成套设备达到国际先进水平，解决了源头减排和强化去除等关键技术难题，在技术创造性、新颖性、实用性和功能综合性等方面取得了原创性突破。该项目成果在国家和多个地方重金属治理工程建设中得到应用，为国家和地方重金属污染防治规划、标准和政策提供重要科技支撑。核心技术推动了全国重点金属（锰、镉、锌、铜、汞、银、铬等）的污染削减，促进了工业、环保和矿业等部门/行业的流域水环境保护工作，研究成果具有国际影响，并产生了社会经济和环境效益。推荐该项目申报2017年度国家科学技术进步一等奖。

三、项目简介针对国家重大需求重金属污染防治的关键瓶颈问题，选择流域风险防控为突破点，以源头控制-过程削减-应急处置为主线，在创造性、新颖性、实用性和工程应用方面取得原创性突破，主要创新如下：（1）发展和完善了流域水环境重金属风险防控理论方法体系，在重金属迁移转化、生物有效性和食物链传递等方面取得了重要进展，创建了流域污染负荷估算、来源解析、过程模拟和风险评估等系列新模型与新方法，解决了关键理论难题。（2）开发和完善了流域水环境重金属风险防控技术系统，攻克了电解锰锌行业清洁生产、资源回收利用、矿山源头治理、强化去除、掩蔽钝化和应急处置等核心技术，在流域系统过程防控新技术、新工艺和新结构方面取得原创性突破。（3）研发了以源头控制、过程与风险防控为突破口的成套设备，发明了重金属污染移动削减、自动收集、强化去除与原位钝化投料等控污装置，实现了重金属污染协同防控技术和新材料的重要突破。（4）通过自主研发和系统集成提出的流域水体重金属风险防控技术模式，以及开发的整装成套技术及其设备，在我国重点流域、电解锰锌行业和突发水污染事故处理处置工程得到了应用，实用性强、效果好，为我国流域环境质量改善提供了工程经验和成功案例。四、客观评价技术查新报告教育部技术查新报告(编号：201636000G020103)表明：未见基

重金属在线监测方案

目录一、监控系统简图.......................................................... - 2 - 二、监控系统工作说明...................................................... - 4 - 三、主要仪表参数.......................................................... - 5 - 3.1、在线总铜仪分析仪.................................................. - 5 - 3.2、在线总镍仪分析仪.................................................. - 7 - 3.3、在线PH-1001分析仪................................................ - 7 - 3.4、排放口........................................................... - 11 - 3.5、监控系统设备间................................................... - 12 - 四、送货................................................................. - 13 - 五、安装调试............................................................. - 13 -

NanoTek 9000重金属在线分析仪

NanoTek 9000多参数重金属在线分析仪 NanoTek 9000是全球目前同时检测参数最多的重金属在线分析仪在线监测水中多种重金属含量准确度高、使用方便、维护成本低产品简介 NanoTek 9000是国内第一台在线重金属检测系统。采用国际权威机构认可的阳极溶出伏安法（ASV），该系统在线监测水中多种重金属含量，检出限低，准确度高、使用方便，维护成本低，可应用于地表水，自来水，海水，工业废水等的实时监控。由于其灵敏度高，使用成本低，ASV在欧美已取代了传统的原子吸收法大量应用于医药、生物和环境分析。国际认可的权威方法如下：US EPA Method 7063 (As) and 7472 (Hg) [SW846] DIN 38 406, part 16, Zn,Cd,Pb,Cu,Tl,Ni,Co in water samples ISO 6636-1 Zn in fruit and vegetables ISO 8391-1 Pb and Cd in ceramics 产品特点可根据用户需求定制监测参数，检出限达ppb级先进的液路技术，保证零交叉污染测量结果不受颜色、浊度影响自动进行质控和校准，保证测试结果的一致性和可靠性专利采水技术，管路无堵塞模块化设计，维护方便，使用成本低

环保型设计，现场不产生二次污染检测原理 NanoTek 9000遵循国际权威机构认可的阳极溶出伏安法（ASV），检测各种金属元素。首先将分析溶液在一定条件下进行预电解，使待测成分富集于工作电极上，接着使溶液静止一段时间，然后再使富集于工作电极的待测物溶出。整个测量过程中不使用有毒试剂，特制的长寿命无汞电极更加保证了使用者的安全。整个系统采用蠕动泵、多通阀、测量池等形成了高效、低维护的流动系统，保证了零污染、高精度的测量效技术参数

重金属在线监测方案

重金属在线监测方案目录

一、监控系统简图.......................................................... - 2 - 二、监控系统工作说明...................................................... - 4 - 三、主要仪表参数.......................................................... - 5 - 3.1、在线总铜仪分析仪.................................................. - 5 - 3.2、在线总镍仪分析仪.................................................. - 7 - 3.3、在线PH-1001分析仪................................................ - 7 - 3.4、排放口........................................................... - 11 - 3.5、监控系统设备间................................................... - 12 - 四、送货................................................................. - 13 - 五、安装调试............................................................. - 13 -

朗石重金属在线分析仪Nanotek9000

产品名称：多参数重金属在线分析仪 Product name: online multi-parameter heavy metal analyser 全球最多检测参数的重金属在线分析仪在线监测水中多种重金属含量准确度高、使用方便、维护成本低 Introducing the heavy metal analyser which has the world’s most testing parameters for online monitoring various heavy metal concentrations in water, own high precision, easy operation, low maintenance cost. NanoTek 9000是深圳市朗石生物仪器有限公司联合南京大学和中国科学院研制的专利产品，是国内第一台在线重金属检测系统。采用国际权威机构认可的阳极溶出伏安法该系统在线监测水中多种重金属含量，检出限低，准确度高、使用方便，维护成本低，可应用于地表水，自来水，海水，工业废水等的实时监控。 Nanotek9000 is a patent product co-developed by ShenZhen Labsun Bio-instrument limited Co., Ltd, Nanjing University and Chinese Academy of Sciences (CAS), also is the first online heavy metal analyser in China. Nanotek9000, which has low maintenance cost, adopt “anodic stripping voltammetry” (ASV) technology recognised by international Authoritative Organization. This system real-time monitors various heavy metal concentrations in surface water, drinking water, seawater, effluent streams and waste water etc. 由于其灵敏度高，使用成本低， ASV在欧美已取代了传统的原子吸收法大量应用于医药、生物和环境分析。国际认可的权威方法如下： According to its high sensitivity and low cost, ASV already took replace of classical atomic absorption spectrometry, widely make application for medicine, biology and environment analysis. International authorized methods as follows: US EPA Method 7063 (As) and 7472 (Hg) [SW846] DIN 38 406, part 16, Zn, Cd, Pb, Cu, Tl, Ni, Co in water samples ISO 6636-1 Zn in fruit and vegetables ISO 8391-1 Pb and Cd in ceramics 产品特点 Product characteristics: 可根据用户需求定制监测参数，检出限达ppb级 Parameters uniquely configured by customer requirements, Low ppb detection limits 先进的液路技术，保证零交叉污染 Advanced liquor road technique, guarantee elimination of cross contamination 测量结果不受颜色、浊度影响 Results are not be affect by colour and turbidity 自动进行质控和校准，保证测试结果的一致性和可靠性

环境监测技术路线

环境监测技术路线-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

环境监测技术路线一、空气监测技术路线 1、技术路线空气监测采用以连续自动监测技术为主导，以自动采样和被动式吸收采样—实验室分析技术为基础，以可移动自动监测技术为辅助的技术路线。 2、监测项目与频次空气例行监测项目表 ★：规定的监测项目； ▲：根据情况和区域特性选择的监测项目。自动监测系统满足实时监控的数据采集要求；连续采样—实验室监测分析方法要满足《环境空气监测技术规范》和《环境空气质量标准》（GB3095）对长期、短期浓度统计的数据有效性的规定。被动式吸收监测方式可根据被监测区域的具体情况，采取每周、每月或数月一次的频次。

3、监测分析方法空气中主要污染物监测分析方法表二、地表水监测技术路线 1、技术路线地表水监测采用以流域为单元，优化断面为基础，连续自动监测分析技术为先导；以手工采样、实验室分析技术为主体；以移动式现场快速应急监测技术为辅助手段的自动监测、常规监测与应急监测相结合的监测技术路线。

2、项目与频次 1）监测项目自动监测和常规监测项目分别按表1和表2执行。自动监测项目根据水质自动监测站配备的仪器确定，自动监测站的基本配置应保证必测项目所需的监测仪器。 2）监测频次自动监测既可实时在线监测，也可根据实际需要自行设定各项目的监测频次。常规监测的频次见表3。 3、监测方法 1）自动监测：执行国家环境保护总局、EPA（USA）和EU认可的仪器分析方法，并按照国家环境保护总局批准的水质自动监测技术规范进行。 2）常规监测：执行地表水环境质量标准（GB3838-2002，表4、表5和表6）中规定的标准分析方法。表1 自动监测方式测定项目表2 地表水体常规监测项目

重金属在线监测技术及仪表

水中重金属在线监测技术及仪器上海轻工业研究所有限公司研发中心邱海兵摘要：文章介绍了水中重金属在线监测的重要性，重金属在线监测采用的分析技术，并就几种分析技术进行了对比，同时汇总了目前市面上主要的重金属在线监测仪器，最后提出了重金属在线监测存在的问题。关键词：重金属；在线监测重金属污染具有致癌、致畸、致突变的巨大危害。在全世界范围内，几乎每个经历过工业化的国家和地区都曾发生过不同程度的重金属污染，而且因为积累效应造成多起因重金属污染的重大危害事件，给生态环境和当地居民生命健康造成了巨大危害。目前，我国由于工业快速发展，含重金属工业废气、废水和废渣的大量排放，使得我国的重金属污染形势日趋严重，仅2009年以来就发生30多起重金属污染事故，2011年9月上海也发生儿童集体血铅超标事件，对生态环境和人民群众生命健康构成了巨大危害，引起了政府的高度重视。因此，通过建设重金属在线监测工程，加强对重金属污染防治和减排的监管十分紧迫。2011年2月国务院批复的第一个“十二五”规划——《重金属污染防治“十二五”规划》，就是在此背景下出台的。 1、重金属在线监测对重金属污染防治的重要作用《重金属污染防治“十二五”规划》将全国14个省区纳入“十二五”重金属重点治理省区，138个区域被列为重点治理区域，4452家企业被纳入重点监管单位。“规划”还指出，到2015年，重点区域的重点重金属污染排放量要比2007年减少15%，非重点区域的重点重金属污染排放量不超过2007年的水平。因此，我国的重金属污染防治的任务重、时间紧，将面临巨大的挑战。为切实加强对涉重金属污染排放企业的监管，督促其建设可靠的重金属污染治理设施，并确保投入稳定运行，重金属在线监测作为自动化、信息化的监管手段必不可少。通过采用质量可靠的仪器，建设标准规范的工程，建成重金属在线监控体系，对督促企业确保重金属污染治理设施连续稳定运行，落实重金属污染防治目标具有重要作用。2、水中重金属在线监测技术目前，国内外真正应用于水中重金属在线分析的技术主要是比色法和电化学分析方法。比色法又称为分光光度法，是化学分析中常用的方法之一。重金属电化学分析方法

“水环境监测现代装备研发与技术突破”课题申报指南 - 水专项

附件1： “水环境监测现代装备研发与技术突破” 课题择优申请指南一、指南说明水体污染控制与治理科技重大专项（以下简称“水专项”）是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020）》确定的16个国家科技重大专项之一。水专项“流域水污染防治监控预警技术”主题下的“国家水环境监测技术体系研究与示范”项目主要针对我国流域水环境问题与水环境监测体系与技术现状，以有效支撑流域水环境管理、确保流域水环境安全为目标，按照“体制顺畅，数据准确、代表性强，方法科学、传输及时、评价合理”先进的监测预警体系建设要求，通过实施“国家水环境监测技术体系研究与示范项目”研究，建立先进、完整、符合国家经济社会发展、适应水环境管理需要的流域水环境和污染源监测与监控技术与管理支撑体系，完善水环境监测标准、方法等技术支撑，应用流域水环境遥感监测等先进技术手段，创新环境监测质量监控和管理体系及技术方法，全面反映流域环境质量状况和变化趋势、跟踪和掌握流域污染源污染物排放的变化情况，准确预警和及时响应流域各类突发性环境事件，满足环境管理需要。本项目主要研究内容包括：按照“国家监察、地方监管、单位负责”的环境管理体制要求，从体制、机制、技术方法体系、

支撑保障体系等方面出发，研究和构建中国先进的监测网络架构，创新和完善全国水环境监测网络，形成由中国环境监测总站和各省、市、县监测站组成的国家、省、市、县四级水环境监控网络。基于流域水环境生态特点，实行“分区、分类、分级、分期”的控制策略,系统研究和解决流域水环境监测的网络机构布设、业务管理以及网点布设、监测指标、质量管理体系、信息集成管理、水质目标管理考核等核心问题，进一步完善适应流域水环境管理需要的流域水环境监测体系。研究水污染源特征污染物筛选技术、水污染源监测方法体系、水污染源污染事故应急监测技术体系、水污染物总量控制的监管技术体系，建立水污染源监测监管技术支撑体系。结合现代化环境监测技术体系发展需求，利用现有多分辨率、多光谱、高光谱遥感数据源及环境与灾害监测预报小卫星数据源，选择重点流域开展实用水环境遥感监测技术方法研究，建立现代环境遥感监测技术体系。研究开发适合中国国情的实用、精准、便携、专业化的仪器设备，推进环境监测设备的国产化和产业化。研究、建立水环境监测监控信息集成、共享与决策支持平台，构建国家水环境监测数据传输网络平台、建立和完善国家级及地方级水环境监测信息数据库系统和数据中心。围绕上述目标，本项目将选择水系发达、水环境压力较大、水污染问题突出、环境监测工作一直处于全国前列的江苏省、苏州市、常熟市开展全国四级水环境监测网络体系建设示范。选择具有典型代表性的国家“十一五”水污染防治重点流域—太湖流域、辽河流域，以及我国重大工程所在流域——三峡库区为我国

重金属在线监测技术及仪表解析

重金属在线监测

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