便携式仪器的优点及其在环境应急监测中的应用

2012-01-27腾武开业

中国科技信息 2012年20期

关键词：检测器质谱电极

吕腾武开业

1.兰州交通大学化学与生物工程学院2.陕西省榆林市环境监测总站，榆林 719000

便携式仪器的优点及其在环境应急监测中的应用

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1.兰州交通大学化学与生物工程学院2.陕西省榆林市环境监测总站，榆林 719000

随着经济的发展，环境突发事件日益增多，由于突发事件具有突发性、不可预测性、所以常规的实验室检测手段已经满足不了形势的需要，用便携式仪器在事故现场监测，可以保证得到第一手数据，准确度高、精密度好的便携式仪器越来越受到社会各界重视，本文以几款环境监测仪器为例，简要叙述。

便携式仪器；应急监测

1 便携式重金属测定仪

实验室分析重金属离子的常规方法是原子吸收分光光度法，利用火焰原子吸收或者石墨炉法来测定环境样品中金属元素的含量，优点是准确度和精密度好，缺点是只能在实验室内进行分析测定，因为体积庞大不能带到现场，并且分析时间长，程序繁杂，随着环境事故的频发，要求环境监测队伍能够做到现场采样、现场分析，及时准确的报出化验数据，以方便迅速做出应急方案，保障人民群众生命与财产的安全。

澳大利亚Cogent公司生产的PDV6000 plus便携式重金属测定仪主机重量只有一千克左右，便于携带，可以快速、方便的对环境水样中常见的4种金属离子Cu2+/Zn2+/ Pb2+/Cd2+同时进行检测，而且灵敏度高，选择性好，检测限最低可达5ppb，在环境事故应急监测中得到广泛的应用，该仪器主体工作系统是三电极系统，工作电极为玻碳电极，参考电极为银-氯化银电极，内部充满KCI溶液作为平衡电解质，对电极为Pt电极，起平衡电极电势的作用，仪器可以在4min内完成Cu2+/Zn2+/Pb2+/Cd2+重金属离子的测定。Cu2+/Zn2+/Pb2+/Cd2+浓度在10ppb～8000ppb范围内与响应信号线性关系良好，方法检出限为5ppb，加标回收率为98.1%～100.1%，方法简便实用，用于环境应急监测，所得结果令人满意。

2 便携式酸度计

以上海雷磁仪器厂生产的PHBJ-260型便携式酸度计（PH计）为例，该仪器具有如下优点：

宽屏LCD显示，蓝色背光可控；具有全自动校准、断电保护、自动校准、手动和自动温度补偿等功能；具有欠压显示提示、自动关机功能，从而延长电池使用寿命；可选择五种pH缓冲溶液对仪器进行一点或二点自动标定；通过调节等电位点，选配专用电极，可以测量超纯水、纯水和锅炉水的pH值；支持测试结果贮存、删除、查阅、打印，最多可贮存200套实验数据；具有RS-232接口，可接TP-16型打印机，选用雷磁数据采集软件可与计算机通讯。

3 便携式溶解氧计

以上海雷磁仪器厂生产的JPBJ-608型便携式溶解氧计（PH计）为例，该仪器是一台智能型的分析仪器，可用于自来水水源监测、水产养殖场、环保、污水处理厂、饮料行业及科研单位等部门对水体溶解氧的测定。该仪器具有如下优点：

仪器外形新颖、携带方便，适用于现场和野外操作，同时仪器电池连续工作寿命长，可作为实验室的常规分析设备；仪器可同时进行溶解氧浓度、饱和度、电极电流及温度测量；采用微处理器技术，宽屏幕液晶显示，同时具有操作提示功能，使用简单方便；采用新型PC面板，可靠性好；仪器采用低功耗设计，具有欠压显示、自动关机等电源管理功能；具有自动温度补偿功能；仪器机箱防护等级为IP65，防水防尘，适用于野外作业；带有RS-232接口，可接TP-16型打印机，亦可选用REX DC雷磁数据采集软件与计算机通讯；可零氧、满度、气压和盐度校准、断电保护等功能；对测试结果可以贮存、删除、查阅、打印，最多可贮存250套测量数据，并提供即时打印、存贮打印两套打印模式供用户选择。

4 便携式气相色谱仪

以美国生产的SRI8610C便携式气相色谱仪为例，该仪器具备如下特点：

该仪器尺寸:19"长×14.5" 宽×13.5"高，装有一个单独得10口的气体电子取样阀和两根填充柱，一根2米的13X分子筛柱和一根2米的硅胶柱，单独的冷柱头直接进样口，整机装有柱箱温度调节阀、温度控制箱，柱箱可调温度为室温到400℃，整个色谱系统气路采用电子压力控制（EPC），载气压力可调，所有的可控区域、阀、温度、压力和电压等用LED数字显示、包括TCD、FID检测器、甲烷转化器，TCD检测器检测限在200ppm～500ppm范围，可检测H2、O2、N2、CH4以及浓度至少在200ppm～500ppm之间的其它化合物；FID检测器可检测C1-C6的所有碳氢化合物以及CO和CO2，通过甲烷转化装置可将CO和CO2转化成甲烷，再用FID进行检测，甲烷转化装置，对于CO,CO2,和所有的碳氢化合物，检测限可达5ppm。

内置的无噪音空气压缩机，10口的气体电子取样阀，可与IBM计算机兼容的数据处理系统，可以在Windows XP WIN98/2000 系统下运行，内置的4通道数据传输部件，随机带一根DB-9 RS-232C数据线可以与IBM台式机或笔记本电脑相连，进行数据传输。

该仪器一次进样能够分析多种气体：H2、O2、N2、CO、CO2、NOx、CH4、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丁烷、戊烷以及C6-C8，与其它多种气体分析系统相比SRI8610-007操作更加简便。

5 便携式气相色谱质谱联用仪

便携式气相色谱一质谱联用仪将气相色谱的高分辨能力和质谱检测器的定性能力二者相结合，为迄今国际上对挥发性有机物最有效和可靠的监测手段之一。以美国生产的HAPSITE便携式气相色谱质谱联用仪为例，该仪器具备如下特点：

便携式气质联用仪(便携式GC／ MS)一般由气相色谱仪和质谱仪、载气和内部标准气体瓶、高真空泵及控制电子件、电池、键盘、显示器和探头组成，便携式GC／MS可以实现直接进样，完全适合在现场工作，在应急监测工作中具有极大的优越性。便携式GC／MS中的质谱可以被看成是GC的检测器，与标准GC相比，能够解决许多其无法解决的问题，如共洗脱峰、保留时间位移、没有预料的未知物质和基质的干扰等。通过质谱图提供待测物质的类别信息，通过与标准谱图库的比较，完成对待测物质的定性；通过TIC(总离子流)图的峰高与峰面积，与加注的内标化合物比较，在没有待测物质标样的情况下完成对待测物质的半定量分析，从而为环境突发事件复杂、未知有机物污染事故的应急监测提供一套完整的解决方案。便携式 GC／MS一般还具有MS模式，即待测污染物质直接进入质谱，如同便携FID／PID检测器，直接得到 TIC图。

便携式气相色谱质谱联用仪应用范围比较宽，例如大规模杀伤武器检测，环保监测，有毒有害有机物的现场检测等。