重金属分析仪在环境监测领域的应用

1、在线重金属分析仪在环境监测领域的应用黄若冰摘要:在线重金属分析仪,是在线自动重金属监控系统的核心部件,本文以Systea MAC C Cr6+在线六价铬分析仪应用为例,介绍了重金属分析仪在环境监测领域中的应用。关键词:重金属,分析仪,环境监测,环保1、在线重金属分析仪在环境监测领域中的必要性环境监测与管理工作具有“点多,面广,量大,全方面,全天候,全时制”的特点,故环境监测与管理的工作量随着经济的不断发展以及国家和社会对环保工作的日益重视而日益增加。为了解决环境执法人员不足的问题,节约环境监测与管理成本,提高监察效能,实时掌握污染源的状况,及时控制污染事故的恶化,必须采用自动化、信息化、科学化

2、的高科技手段,建设污染源在线自动监测系统,对各污染源进行实时监控。2、重金属的定义、来源及危害2.1重金属的定义环境科学中所研究的重金属,主要是指汞、铜、镉、铅、锌、铬等元素,还有银、锡、钴、镍、硒等。砷虽未非金属,但毒性和某些性质类似于上述元素,类金属砷也包括在重金属之列。2.2、重金属污水的来源含重金属离子的废水主要来源于机械加工、矿山开采业、钢铁及有色金属的冶炼和部分化工企业。以最常见的电镀污水为例:电镀是利用化学的方法对金属和非金属表面进行装饰、防护及获取某些新的性能的一些工艺过程。为保证电镀产品的质量,使金属镀层具有平整光滑的良好外观并与集体牢固结合,必须在镀前把镀件(基体表面上的污

3、物(油、锈、氧化皮等彻底清理干净,并在镀后把镀件表面的附着液清洗干净。因此,电镀生产过程中必然排出大量废水。电镀废水的来源一般为镀件清洗水、废电镀液、冲刷车间地面、刷洗极板以及通风设备冷凝水和由于镀槽渗漏或操作管理不当造成的跑、冒、滴、漏的各种槽液排水等其他废水。2.3、重金属污水的危害重金属污水的水质、水量与生产过程的工艺条件、生产负荷、操作管理与用水方式等因素有关。重金属污水的水质复杂,成分不易控制,其中含有的铬、铜、镍、镉、锌、金、银等重金属离子和氰化物等毒性较大,有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质,对人类危害极大。以最常见的六价铬为例,它对皮肤的刺激和过敏作用,主要表现为腐蚀皮肤而引

4、起铬溃疡;对呼吸系统的损害,主要表现为引起鼻中隔膜穿孔、咽喉炎和肺炎等症状;对内脏的损害,主要表现为味觉和嗅觉减退以至消失,内脏腐蚀,肠胃功能降低,出现胃痛以至肠胃道溃疡等症状,另外对肝脏也会造成不良影响。因此,重金属污水必须认真进行回收处理,做到清除或减少其对环境的污染,达到保护环境、造福人民的要求。3、重金属分析仪介绍下面主要阐述重金属分析仪系列中的在线六价铬分析仪。3.1、在线六价铬分析仪(Systea MAC C Cr6+型的规格3.2、在线六价铬分析仪(Systea MAC C Cr6+型的测量原理样品经过滤后,被泵入LFA反应器里。经稀释后添加二苯碳酰二肼,待充分混合及反应后,分析

5、仪在540nm处测量生成红色反应物质的OD值,并依据存储在分析仪里的校正数据计算出样品的浓度。3.3、在线六价铬分析仪药剂的配置在250ml烧杯中放入0.1g二苯碳酰二肼后,添加50ml乙醇混合,直到完全溶解;另取一烧杯加入150ml水,往其中缓慢的加入20ml浓硫酸,边加边搅拌,直至冷却,再将两者混合;将混合好的溶液加入250ml容量瓶中,并用纯水定容至250ml即可。用移液管取0.5ml 1000mg/l的六价铬国家标准物质转移到一个1000ml的容量瓶中,用纯水定容到1L即可。4、中华人民共和国国家标准中的六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法简介4.1 适用范围:本标准适用于地面水和工业废

6、水中六价铬的测定。4.2测量原理:在酸性溶液中,六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫红色化合物,于波长540nm 处进行分光光度测定。4.3显色剂的配置:称取二苯碳酰二肼 0.2g,溶于50ml丙酮中,加水稀释至100ml,摇匀即可。5、Systea MAC C Cr6+型在线六价铬分析仪的测量原理与中华人民共和国国家标准中的六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法的对比:5.1相同点:都使用二苯碳酰二肼分光光度法进行测量,且均在525nm处进行比色;5.2不同点:所使用的药剂中的二苯碳酰二肼的溶剂不一样,Systea MAC C Cr6+型在线六价铬分析仪用市场上容易买到的乙醇代替具有毒性的丙酮,降低了

7、药剂配置的难度。5.3测量结果比对结论:在使用同样的校正液进行校正后,两者的测量结果完全一致,两者的数据偏差在分析仪规格列表中的允许误差范围内。6、环保局通过Systea MAC C Cr6+型在线六价铬分析仪对污染源企业排放口中的六价铬进行监控的过程。6.1普通监控过程基于重金属在线分析仪的在线监控系统示意图如下:M 在线分析仪等比例自动采样仪外部采样泵过滤器采样杯排放口声光报警数据采集器ADSL宽带环保局在线监控平台对Systea MAC C Cr6+型在线六价铬分析仪进行设置,将测量间隔设置为60分钟测量一次(整点测量。当开始测量时,分析仪通过工作状态开关量输出启动装于排放口旁的外部采样

8、泵,采样泵从排放口抽取样品,经过滤器过滤后到达位于分析仪下面的采样杯中(多余的水样排回到原排放口中,分析仪从采样杯中采集水样进行测量,6分钟后分析仪测得排放口中的六价铬浓度,其结果经4-20mA模拟信号或者RS232数字信号传输到数据采集器,最后经ADSL宽带传输到环保局在线监控平台。6.2排放超标过程当在线六价铬分析仪测得排放口中六价铬浓度超标时,一方面分析仪可控制等比例自动采样仪保存超标水样,通过外接的声光报警(需另外接出通知现场工作人员在第一时间对排放污水进行回收再处理;另一方面环保局工作人员通过在线监控平台得知排放超标后,可通过互联网远程控制分析仪对现场水样进行再次测量,经核实排放超标

9、后,可到现场采集排放口的样品和等比例自动采样仪中保存的样品。经分析后及时采取措施,以防止污染的进一步扩大。7、需注意的几个问题各种重金属在线分析仪,是污染源在线自动监测系统的核心,它们为企业实时了解自己排放污水的品质提供依据,为重金属污水排放的实时监控提供了可能。但在实际应用中,有以下几个问题需要注意。7.1、现场维护人员需定期检查分析仪、定期更换药剂和校正液,防止分析仪由于缺水、缺药产生的测量误差;7.2、现场维护人员需定期使用清洗药剂清洗分析仪,防止分析仪由于管道结垢造成阀门部件的堵塞;7.3、由于在线监控系统为无人值守的自动化系统,在实际运行中分析仪的取样管可能会被人为插入到非现场水样的样品中,这种由于人为引起的测量误差问题应该得到注意。7.4、重金属在线分析仪产生的废液需收集,定期处理后方可排放,以免造成二次污染。8、小结使用重金属分析仪进行测量工作,并不是要完全抛弃实验室的人工测量工作。应该说,重金属分析仪更多给我们的是提供一种发现问题的途径和解决问题的思路。至于采用的方法还需要与原有方法相结合,企业排放的污水的品质才能得到提