重金屬分析儀在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用

1、在線重金屬分析儀在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用黃若冰摘要:在線重金屬分析儀,是在線自動重金屬監(jiān)控系統(tǒng)的核心部件,本文以Systea MAC C Cr6+在線六價鉻分析儀應(yīng)用為例,介紹了重金屬分析儀在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:重金屬,分析儀,環(huán)境監(jiān)測,環(huán)保1、在線重金屬分析儀在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域中的必要性環(huán)境監(jiān)測與管理工作具有“點多,面廣,量大,全方面,全天候,全時制”的特點,故環(huán)境監(jiān)測與管理的工作量隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及國家和社會對環(huán)保工作的日益重視而日益增加。為了解決環(huán)境執(zhí)法人員不足的問題,節(jié)約環(huán)境監(jiān)測與管理成本,提高監(jiān)察效能,實時掌握污染源的狀況,及時控制污染事故的惡化,必須采用自動化、信息化、科學(xué)化

2、的高科技手段,建設(shè)污染源在線自動監(jiān)測系統(tǒng),對各污染源進(jìn)行實時監(jiān)控。2、重金屬的定義、來源及危害2.1重金屬的定義環(huán)境科學(xué)中所研究的重金屬,主要是指汞、銅、鎘、鉛、鋅、鉻等元素,還有銀、錫、鈷、鎳、硒等。砷雖未非金屬,但毒性和某些性質(zhì)類似于上述元素,類金屬砷也包括在重金屬之列。2.2、重金屬污水的來源含重金屬離子的廢水主要來源于機(jī)械加工、礦山開采業(yè)、鋼鐵及有色金屬的冶煉和部分化工企業(yè)。以最常見的電鍍污水為例:電鍍是利用化學(xué)的方法對金屬和非金屬表面進(jìn)行裝飾、防護(hù)及獲取某些新的性能的一些工藝過程。為保證電鍍產(chǎn)品的質(zhì)量,使金屬鍍層具有平整光滑的良好外觀并與集體牢固結(jié)合,必須在鍍前把鍍件(基體表面上的污

3、物(油、銹、氧化皮等徹底清理干凈,并在鍍后把鍍件表面的附著液清洗干凈。因此,電鍍生產(chǎn)過程中必然排出大量廢水。電鍍廢水的來源一般為鍍件清洗水、廢電鍍液、沖刷車間地面、刷洗極板以及通風(fēng)設(shè)備冷凝水和由于鍍槽滲漏或操作管理不當(dāng)造成的跑、冒、滴、漏的各種槽液排水等其他廢水。2.3、重金屬污水的危害重金屬污水的水質(zhì)、水量與生產(chǎn)過程的工藝條件、生產(chǎn)負(fù)荷、操作管理與用水方式等因素有關(guān)。重金屬污水的水質(zhì)復(fù)雜,成分不易控制,其中含有的鉻、銅、鎳、鎘、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等毒性較大,有些屬于致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì),對人類危害極大。以最常見的六價鉻為例,它對皮膚的刺激和過敏作用,主要表現(xiàn)為腐蝕皮膚而引

4、起鉻潰瘍;對呼吸系統(tǒng)的損害,主要表現(xiàn)為引起鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎等癥狀;對內(nèi)臟的損害,主要表現(xiàn)為味覺和嗅覺減退以至消失,內(nèi)臟腐蝕,腸胃功能降低,出現(xiàn)胃痛以至腸胃道潰瘍等癥狀,另外對肝臟也會造成不良影響。因此,重金屬污水必須認(rèn)真進(jìn)行回收處理,做到清除或減少其對環(huán)境的污染,達(dá)到保護(hù)環(huán)境、造福人民的要求。3、重金屬分析儀介紹下面主要闡述重金屬分析儀系列中的在線六價鉻分析儀。3.1、在線六價鉻分析儀(Systea MAC C Cr6+型的規(guī)格3.2、在線六價鉻分析儀(Systea MAC C Cr6+型的測量原理樣品經(jīng)過濾后,被泵入LFA反應(yīng)器里。經(jīng)稀釋后添加二苯碳酰二肼,待充分混合及反應(yīng)后,分析

5、儀在540nm處測量生成紅色反應(yīng)物質(zhì)的OD值,并依據(jù)存儲在分析儀里的校正數(shù)據(jù)計算出樣品的濃度。3.3、在線六價鉻分析儀藥劑的配置在250ml燒杯中放入0.1g二苯碳酰二肼后,添加50ml乙醇混合,直到完全溶解;另取一燒杯加入150ml水,往其中緩慢的加入20ml濃硫酸,邊加邊攪拌,直至冷卻,再將兩者混合;將混合好的溶液加入250ml容量瓶中,并用純水定容至250ml即可。用移液管取0.5ml 1000mg/l的六價鉻國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到一個1000ml的容量瓶中,用純水定容到1L即可。4、中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)中的六價鉻的測定二苯碳酰二肼分光光度法簡介4.1 適用范圍:本標(biāo)準(zhǔn)適用于地面水和工業(yè)廢

6、水中六價鉻的測定。4.2測量原理:在酸性溶液中,六價鉻與二苯碳酰二肼反應(yīng)生成紫紅色化合物,于波長540nm 處進(jìn)行分光光度測定。4.3顯色劑的配置:稱取二苯碳酰二肼 0.2g,溶于50ml丙酮中,加水稀釋至100ml,搖勻即可。5、Systea MAC C Cr6+型在線六價鉻分析儀的測量原理與中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)中的六價鉻的測定二苯碳酰二肼分光光度法的對比:5.1相同點:都使用二苯碳酰二肼分光光度法進(jìn)行測量,且均在525nm處進(jìn)行比色;5.2不同點:所使用的藥劑中的二苯碳酰二肼的溶劑不一樣,Systea MAC C Cr6+型在線六價鉻分析儀用市場上容易買到的乙醇代替具有毒性的丙酮,降低了

7、藥劑配置的難度。5.3測量結(jié)果比對結(jié)論:在使用同樣的校正液進(jìn)行校正后,兩者的測量結(jié)果完全一致,兩者的數(shù)據(jù)偏差在分析儀規(guī)格列表中的允許誤差范圍內(nèi)。6、環(huán)保局通過Systea MAC C Cr6+型在線六價鉻分析儀對污染源企業(yè)排放口中的六價鉻進(jìn)行監(jiān)控的過程。6.1普通監(jiān)控過程基于重金屬在線分析儀的在線監(jiān)控系統(tǒng)示意圖如下:M 在線分析儀等比例自動采樣儀外部采樣泵過濾器采樣杯排放口聲光報警數(shù)據(jù)采集器ADSL寬帶環(huán)保局在線監(jiān)控平臺對Systea MAC C Cr6+型在線六價鉻分析儀進(jìn)行設(shè)置,將測量間隔設(shè)置為60分鐘測量一次(整點測量。當(dāng)開始測量時,分析儀通過工作狀態(tài)開關(guān)量輸出啟動裝于排放口旁的外部采樣

8、泵,采樣泵從排放口抽取樣品,經(jīng)過濾器過濾后到達(dá)位于分析儀下面的采樣杯中(多余的水樣排回到原排放口中,分析儀從采樣杯中采集水樣進(jìn)行測量,6分鐘后分析儀測得排放口中的六價鉻濃度,其結(jié)果經(jīng)4-20mA模擬信號或者RS232數(shù)字信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器,最后經(jīng)ADSL寬帶傳輸?shù)江h(huán)保局在線監(jiān)控平臺。6.2排放超標(biāo)過程當(dāng)在線六價鉻分析儀測得排放口中六價鉻濃度超標(biāo)時,一方面分析儀可控制等比例自動采樣儀保存超標(biāo)水樣,通過外接的聲光報警(需另外接出通知現(xiàn)場工作人員在第一時間對排放污水進(jìn)行回收再處理;另一方面環(huán)保局工作人員通過在線監(jiān)控平臺得知排放超標(biāo)后,可通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制分析儀對現(xiàn)場水樣進(jìn)行再次測量,經(jīng)核實排放超標(biāo)

9、后,可到現(xiàn)場采集排放口的樣品和等比例自動采樣儀中保存的樣品。經(jīng)分析后及時采取措施,以防止污染的進(jìn)一步擴(kuò)大。7、需注意的幾個問題各種重金屬在線分析儀,是污染源在線自動監(jiān)測系統(tǒng)的核心,它們?yōu)槠髽I(yè)實時了解自己排放污水的品質(zhì)提供依據(jù),為重金屬污水排放的實時監(jiān)控提供了可能。但在實際應(yīng)用中,有以下幾個問題需要注意。7.1、現(xiàn)場維護(hù)人員需定期檢查分析儀、定期更換藥劑和校正液,防止分析儀由于缺水、缺藥產(chǎn)生的測量誤差;7.2、現(xiàn)場維護(hù)人員需定期使用清洗藥劑清洗分析儀,防止分析儀由于管道結(jié)垢造成閥門部件的堵塞;7.3、由于在線監(jiān)控系統(tǒng)為無人值守的自動化系統(tǒng),在實際運行中分析儀的取樣管可能會被人為插入到非現(xiàn)場水樣的樣品中,這種由于人為引起的測量誤差問題應(yīng)該得到注意。7.4、重金屬在線分析儀產(chǎn)生的廢液需收集,定期處理后方可排放,以免造成二次污染。8、小結(jié)使用重金屬分析儀進(jìn)行測量工作,并不是要完全拋棄實驗室的人工測量工作。應(yīng)該說,重金屬分析儀更多給我們的是提供一種發(fā)現(xiàn)問題的途徑和解決問題的思路。至于采用的方法還需要與原有方法相結(jié)合,企業(yè)排放的污水的品質(zhì)才能得到提