本發明專利技術涉及一種基于原子熒光光譜的水中重金屬元素在線監測儀。包括進樣-反應系統、原子化系統和光學系統。進樣-反應系統將水樣或標準溶液定量引入儀器并與還原劑反應生成氣態的重金屬氫化物，由載氣攜帶經過水汽分離后進入原子化系統，于合適溫度下氣態氫化物分解為金屬原子，在光學系統特定波長激發光的激發作用下，氣態金屬原子產生共振或非共振熒光，通過對熒光強度的測量，獲得重金屬元素的定量結果。本發明專利技術充分利用了原子熒光光譜分析原理的優勢，實現了水中重金屬元素高靈敏度快速的在線監測并最大限度地避免了分析干擾問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術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。
技術介紹
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；
技術實現思路
針對上述技術背景，本專利技術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。本專利技術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I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I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。本專利技術采用原子熒光光譜法的原理。本專利技術相比現有技術具有如下優點 本專利技術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 1.靈敏度高。原子熒光的強度與技法光源的強度成正相關，檢測方向為偏離入射光的方向(一般偏離角度是為90度)，因此幾乎是在無背景的情況下測定的，所以其靈敏度很聞; 2.譜線簡單，具有良好的選擇性。由于每種產生原子都是在自身的特征譜線激發下才可產生熒光，所以共存元素原子在待測元素的特征譜線激發下產生熒光的概率極低，而且原子熒光的譜線相對簡單，由光譜重疊所產生的干擾少，因此避免了樣品中共存元素的影響； 3.分析曲線的線性范圍寬。原子熒光法分析曲線的線性極佳，可達2個數量級或以上，因此具有更廣泛的適應性； 4.儀器結構簡單且價格適宜，便于大量推廣應用。因為原子熒光的譜線簡單，因而不需要復雜昂貴的單色系統，可以通過采用適當的元件或電路設計形成無散射原子熒光在線監測儀，具有性能和價格的雙重優勢。同時，光譜法的穩定性、可靠性以及相關設備的簡單耐用等特點，都使原子熒光法成為一種非常實用且應用前景極佳的重金屬在線監測方法。本專利技術利用原子熒光光譜建立了水中重金屬的在線監測儀器，利用某種具體元素原子的特征譜線誘導熒光，最大限度地克服了重金屬測定普遍存在的干擾問題，且靈敏度優于其他方法，儀器性能穩定，是一種具有潛力的重金屬在線分析設備。當水中含有多種重金屬元素時，由于每種產生原子都是在自身的特征譜線激發下才可產生熒光，所以共存元素原子在待測元素的特征譜線激發下產生熒光的概率極低，避免了樣品中共存元素的影響。附圖說明附圖1 :本專利技術所述的基于原子熒光法的重金屬在線監測儀組成原理圖。101:標準樣品或水樣，102 :載流液，103 :還原劑，104 :載氣，105 :廢液；106 :廢液 201 :三通切換閥，202 :蠕動泵A，203 :蠕動泵B，204 :電磁閥A，205 :定量環，206 :電磁閥B, 207 :混合池,208 :氣液分離器,209 :氣態氫化物導管 210 :石英原子化器，211 :電加熱絲； 301 :氫火焰，302 :高性能空心陰極燈，303 :光電倍增管，304 :聚光透鏡A， 305 :聚光透鏡B，306 :激發光，307 :發射熒光； 401 :自動控制系統，402 :數據采集與處理系統。附圖2 :應用原子熒光重金屬在線儀器，在實施例1的條件步驟下測得的水中Cd的標準曲線圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做進一步描述。實施例1 以構建的原子熒光法重金屬在線監測儀測定水中的Cd (鎘)，其具體過程如下 1、清洗如圖1中，三通切換閥(201)與載流液(102)連通，電磁閥A(204)的I位和2位連通，電磁閥B(206)的I位和2位連通，蠕動泵A(202)啟動將載流液吸入定量環(205)并流入混合池(207)、氣液分離器(208)，同時蠕動泵B(203)啟動，將還原劑NaBH4 (硼氫化鈉)吸入管路并流入混合池,并經氣液分離器208的廢流排放出口排放掉，完成對管路的清洗本文檔來自技高網...
【技術保護點】
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)。
【技術特征摘要】
1.一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)。2.根據權利要求1所述的水中重金屬的在線分析儀，其特征是所述光學系統中 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。3.根據權利要求2所述的水中重金屬的在線分析儀，其特征是兩光路交叉的角度為90度。4.根據權利要求1所述水中重金屬...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王建偉，洪陵成，
申請(專利權)人：江蘇德林環保技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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