[發明專利]一種基于原子熒光光譜法的水中重金屬在線監測儀

無效

• 申請號: 201210577532.2
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103018227A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王建偉;洪陵成
• 申請（專利權）人: 江蘇德林環保技術有限公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

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技術領域

本發明涉及一種應用原子熒光光譜原理在線監測水中重金屬元素含量設備。

發明背景

水體中有毒有害重金屬（如鉛、砷、鎘、汞等）的污染具有含量低、危害大的特點，特別是其在生物體內易于累積，對于生態系統和人體健康存在著非常大的不利影響。為了及時準確地反映和了解水體中重金屬的存在狀況并加以治理，對于這些重金屬元素的在線監測近年來正逐漸受到重視。然而，目前重金屬的在線分析卻存在著不可回避的技術障礙，主要表現為：

一、在線分析中采用最多的是可見分光光度法，這種方法具有技術成熟、結果穩定和便于推廣的優勢，監測綜合性污染指標(?如：水中的總磷、總氮等?)時取得了良好的實用效果。但將該方法應用在單一的重金屬污染指標監測時，會面臨最為突出的分析干擾問題。水體中普遍存在的干擾離子極有可能同加入的顯色劑反應，從而造成體系中嚴重而復雜的光譜重疊現象。特別是當目標元素含量低，而干擾元素含量很高時，準確的定量幾乎無法進行。而在實驗室中常用的分離或掩蔽等手段，雖然可以有效地去除干擾，但其操作過程復雜且針對性強，不適合由儀器自動完成，而難于在線監測設備中有效地采用；

二、為此，目前的在線監測設備普遍采用了電化學原理和方法進行分析。利用電極或條件的選擇性，在很大程度上解決了干擾問題。但是，相對于其他分析方法而言，電化學法的穩定性和重復性較差，尤其在面對潔凈程度較差的環境水樣時，由電極污染造成的漂移是不可避免的。另外，由于現場檢測要求的儀器維護率低，由于進入儀器的樣品潔凈程度差，使電極的壽命受到明顯的影響，維修更換電極情況多，從而大大提高了設備的運行成本；

發明內容

針對上述技術背景，本發明提出了一種基于原子熒光光譜原理在線監測水中重金屬元素含量的儀器設備。

本發明的目的是通過以下措施實現的：

一種水中重金屬的在線分析儀，其特征是：該儀器由進樣-反應系統、原子化系統和光學系統三部分組成；

1）所述進樣-反應系統，包括定量采樣支路、還原劑支路、載氣支路、混合池和汽液分離器，其中：定量采樣支路包括依次由管路連接的三通切換閥(201)、蠕動泵A(202)、電磁閥A(204)、定量環(205)和電磁閥B(206)；還原劑支路設有蠕動泵B(203)；所述電磁閥B(206)、蠕動泵B(203)及載氣支路分別與混合池(207)連通，混合池(207)又與氣液分離器(208)連通；

2）所述原子化系統，包括石英原子化器(210)和位于其上口部的電加熱絲(211)以及氣態氫化物導管(209)；所述石英原子化器(210)經氣態氫化物導管(209)與氣液分離器(208)相連；

3）所述光學系統，包括陰極燈、光電倍增管(303)、聚光透鏡A(304)和聚光透鏡B(305)。

所述光學系統中：

聚光透鏡A(304)水平位于高性能空心陰極燈(302)和石英原子化器(210)上口處火焰之間的光路上，聚光透鏡B(305)位于光電倍增管（303）與所述火焰之間的另一光路上，兩光路之間交叉設置。兩光路交叉的角度為90度。

所述的進樣-反應系統中所述載氣(103)為氬氣。

與蠕動泵A(202)連通的三通切換閥(201)，另外兩路分別連通標準液供給裝置和載流液供給裝置。

所述電磁閥A(204)的1位與電磁閥B(206)的2位之間經定量環(205)連通；電磁閥A(204)的3位與電磁閥B(206)的3位連通，并連接廢流排放管；電磁閥A(204)的2位與蠕動泵A(202)連通，電磁閥B(206)的1位與混合池（207）連通。

所述陰極燈采用高性能空心陰極燈(302)。

該系統還設有自動控制系統（401），其中蠕動泵A(202)、蠕動泵B(203)、電磁閥A(204)，電磁閥B(206)、高性能空心陰極燈(302)及光電倍增管（303）的控制端分別與自動控制系統相連。

該系統還設有數據采集與處理系統（402），數據采集與處理系統（402）和自動控制系統（401）相連。

本發明采用原子熒光光譜法的原理。

本發明相比現有技術具有如下優點：

本發明提出了基于原子熒光原理的重金屬在線監測方法及儀器。原子熒光光譜法的基本原理是利用原子自身的特征譜線激發出特定波長的熒光，利用熒光的強度定量，有效克服了分光光度法和電化學法在重金屬檢測方面的不足。其優勢可以歸納為以下幾個方面：