大气重金属在线检测仪

心存绿色、环保随行。继“关注生命之源水质污染监测”网络专题后，天瑞仪器将再次呈上一场环境监测技术盛宴：题为“大气颗粒物中重金属的在线监测”的视频讲座，将于2月28日14:30开始。目前，报名系统已经启动。 “大气重金属污染防控”近年引起公众聚焦及热议。针对各地接踵曝光的重金属污染事件，国务院于2011年2月19日正式批复首个“十二五”专项规划——《重金属污染综合防治“十二五”规划》，重点防控包括“铅、汞、镉、铬、砷”及“铊、锰、铋、镍、锌、锡、铜、钼”在内的两类重金属；而新《环境空气质量标准》的颁布，更加大了对大气污染的防控力度。 环保新政的陆续颁布抑或给中国众多城市带来压力。对此，国内各大环境监测部门该如何应对？城市大气污染源（冶金、水泥、燃煤电厂等烟气排放企业）需怎样自处？大气在线监测仪器在空气中的工作原理是什么？最新监测技术能否帮助环监部门及相关企业成功应对环保新标？ 2月28日，由天瑞仪器环保产品线主管吴升海博士带来的题为《大气颗粒物中重金属的在线监测》视频讲座，将为你一一揭晓上述疑问。分享研发成果之余，您还可以借助语音、提问板等形式在线提问。 更多分享、更多交流，敬请报名参加“大气颗粒物中重金属的在线监测”视频讲座！ 报名网址：http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInfo.asp?infoID=325 天瑞仪器 江苏天瑞仪器股份有限公司是具有自主知识产权的高科技企业，注册资本11840万。旗下拥有北京邦鑫伟业公司和深圳天瑞仪器公司两家全资子公司。总部位于风景秀丽的江苏省昆山市阳澄湖畔。公司专业从事光谱、色谱、质谱、医疗仪器等分析测试仪器及其软件的研发、生产和销售。 网址：www.skyray-instrument.com

水质重金属在线监测仪是现场自动监测水中重金属污染物含量的在线监测仪器，该仪器市场是目前环境监测仪器市场中最引人注目的新兴市场之一。为让广大业内人士了解重金属在线监测仪技术发展情况，各品牌产品的特点，以及该类仪器目前的市场情况，仪器信息网编辑将陆续走访或采访水质重金属在线监测仪国内外主流供应商。 　　日前，美国哈希公司发布了HMA-TCR总铬在线分析仪、HMA-CR6六价铬在线分析仪、HMA-总铜在线分析仪3款重金属在线分析仪，仪器信息网编辑（以下简称：Instrument）就这3款新品采访了该公司中国区负责水质重金属在线监测仪产品线的产品经理周恒安。 　　Instrument：贵公司此次推出的重金属在线分析仪，为什么选择光度法，而不是阳极溶出法？ 　　周恒安：在产品开发的前期，哈希对两种方法进行了很多比较，包括技术上的比较与市场需求方面的比较。我们觉得光度法比较符合目前的需求。光度法与阳极溶出法，其实各有各的优缺点，但综合评比起来，在总铬、六价铬、总铜的在线检测上，光度法的优势更明显。 　　阳极溶出法比较容易受到干扰，测到的数据比较不稳定，电极需要经常更换，如果是用于污染源废水监测的话，估计每半年就要换一次。用户需要打磨电极，电极打磨不好的话，也会影响到测试的准确度。目前阳极溶出法使用的电极基本是汞电极，电极本身含有汞，会带来较严重的二次污染。 　　相比而言，光度法的运行成本比较低，量程更宽，适用范围也比阳极溶出法更广，既可以应用在地表水，也可以用在废水排放口。 　　阳极溶出法虽然可以同时测多个参数，但是我们在对用户进行调查时发现，用户对多参数的重金属在线监测仪需求并不大。地表水监测是需要多参数的仪器，但数量更多的工业用户其实只需要针对特定参数的仪器，比如电子行业的用户需要测镍，或者只需要测铅，电镀行业只需要测总铬或者总铜。这些工业用户如果购买基于阳极溶出法的重金属在线分析仪，花钱多还不说，有的参数还用不上。所以综合下来，光度法会比较有用些。 　　Instrument：贵公司未来是否会推出基于阳极溶出法的重金属在线分析仪？ 　　周恒安：对于哈希公司来说，我们追求的目标是提供给客户测量准确、操作安全简单且维护量低的产品。基于上述理念，我们会综合评估所有可能的测量方法及技术，选择其中我们认为最优的、能够给客户带来最大利益的方法开发成产品推向市场。目前在线重金属检测领域，可用于重金属检测的方法不仅仅包括光度法、阳极溶出法还包括X射线荧光法、原子吸收法、离子选择性电极法。对于后续的重金属产品的开发，我们会综合评估上述所有方法，找出最优。 　　Instrument：光度法测量结果的准确性可能会受到样品的浊度、色度、掩蔽剂等的影响，贵公司此次推出的新品是如何克服这些不利影响的？ 　　周恒安：HMA系列（六价铬除外）均配有高温消解装置，能彻底消解水样，降低水中杂质及有机物干扰，能更好消除浊度、色度对测量的影响。我们曾经用浊度、色度很高的水样进行过实验，消解后水样变得很澄清。如果色度很高本身是因为水中重金属浓度过高导致，此时可以先稀释后测量，HMA系列本身是带有自动稀释功能的。而且仪器会自动选择稀释倍数，保证测量结果的准确性。 　　至于掩蔽剂的影响，主要通过仪器设计和试剂配方来消除。我们的试剂配方是哈希化学家们多年经验的沉积，并经过多次实验的优化。我们有数据证明我们的试剂配方可以消除各种常见的隐蔽剂的影响。我们会在产品使用手册中附带试剂配方，以方便用户自动调制试剂。 　　Instrument：为什么会选择总铬、六价铬、铜这三种参数，而不是汞、铅、镉、砷、锌、镍？ 　　周恒安：这三款产品是专门针对中国的法律法规为中国用户开发的。之所以先推出这三种参数的监测仪器，是因为这三个参数的产品只需要在目前哈希成熟的产品平台上稍作改良就可以满足市场需求并成功上市了，且目前这三种参数的重金属在线监测仪的市场需求可能更旺盛。哈希后续也会推出监测镍、锰、铅、镉、砷等其他参数的产品。 　　Instrument：之前许多仪器厂商已经先于哈希推出了重金属在线分析仪，有的还取得了不错的销售业绩与市场份额。哈希在此时推出新产品是否稍微有点晚？ 　　周恒安：其实就目前市场和法规的情况来看，推出时机倒还不算晚。虽然现在市场上有很多此类仪器，但国家目前还没有就此类仪器推出规范。因为没有规范去检验仪器，所以市面上大家都是各说各的好，市场并不规范，关键在于谁家的仪器能真正做到准确测量、稳定运行。这点哈希有信心在产品上市后取得优势。 　　Instrument：此次所推出新品的市场竞争优势是什么？哈希准备如何打开市场局面？ 　　周恒安：哈希用了大量时间调研客户的需求，评估选择最优化的检测方法，因此虽然较其他品牌推出的时间稍晚，但我们还是有自身优势的。这一系列仪器零部件的选用，测量流程的设计，以及所用试剂的研发，都紧紧围绕着仪器的准确性展开。经过哈希多个研发中心综合评价，此次推出的这三款重金属在线分析仪在准确性与稳定性上具有优势。这三款产品的定价也考虑到目前市场上的情况，定价绝对合理，是一款拥有高性价比的产品。 　　哈希已经开始推广这些新品，一些工业企业已经在试用，同时我们也会通过参加各种活动深入环保单位去推广我们产品。另外，这些产品将搭配着哈希本来比较全的产品线一起出售，相信还是有机会在市场中占有一席之地的。 　　Instrument：未来几年（“十二五”期间），重金属在线监测仪的市场容量会有多大？ 　　周恒安：按照相关“十二五”规划，这五年间国家会投入750亿元去治理重金属污染，用于相关清洁工艺的改造、监测设施建设等方面。我们预计750亿元中预计有至少30%的资金是用于水质分析仪器的购置，这还不包括企业自身在这方面的投入。 　　就在线监测而言，该类仪器的市场容量主要看国家政策导向以及地方政府对这些政策执行的力度有多大。我们乐观地估计，政府层面的资金投入预计有十分之一是用于购置重金属在线监测仪的。 　　Instrument：目前重金属在线监测仪市场似乎相对“寂静”，未来是否会迎来市场爆发？如果会有爆发，预计什么时候能够到来？ 　　周恒安：目前市场相对而言还是寂静。未来如果国家对重金属污染防治抓得紧，确实是有爆发的可能。但如果相关法规落实不到位，那么这个市场就可能有平稳的、渐进式的增长。我们估计市场爆发的可能性还是很大的。 　　这两年，市场对重金属在线监测仪的需求会慢慢地增加。但从国家政策的颁布，到落实到地方政府，地方政府再制定相应的措施，最后再落实到环境监测部门与工业企业，是需要一个过程的。重金属在线监测是这个过程的最末端，所以如果按照这个流程，该类仪器的市场预计会在后面两年有较大增长。 （撰稿编辑：杨丹丹） 　　附录1：美国哈希公司 　　http://www.hach.com.cn 　　http://hach.instrument.com.cn/ 　　附录2：哈希公司重金属在线分析仪介绍 　　http://www.hach.com.cn/qita/zhongjinshu.shtml 　　附录3：水质重金属监测仪专场 　　http://www.instrument.com.cn/zc/HeavyMetal.asp

我国大气重金属污染的现状 　　我国的环境污染现状已使环境问题成为了公众焦点，其中难以降解的重金属污染以其对环境的破坏及人体的危害又成为焦点中的焦点。国务院于2011年2月19日批复了首个&ldquo 十二五&rdquo 专项规划&mdash 《重金属污染综合防治&ldquo 十二五&rdquo 规划》(以下简称《规划》)，《规划》要求，重点区域重点重金属污染物排放量比2007年减少15%，非重点区域重点重金属污染物排放量不超过2007年水平。 　　《规划》的防治对象主要为铅、汞、镉、铬、砷等生物强且污染严重的重金属元素，以及铊、锰、铋、镍、锌、锡、铜、钼等重金属 《规划》防控的5大重点行业为：有色金属矿(含伴生矿)采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业，重点防控企业有4452家。同时，内蒙古、江苏、浙江、江西、河南、湖北、湖南、广东、广西、四川、云南、陕西、甘肃、青海14个省区被列为重点治理省区，其中，以湖南被列入重点监控的企业最多。另外，新疆、宁夏、西藏、贵州也有少量企业被列入重点监控。 　　环保部部长周生贤曾透露，未来5年，中央财政将以百亿元为单位增加对重金属污染防治的投资，而2012年环保部的重金属污染防治专项资金可达32亿元。另外，一些地方也规划了重金属防治计划和投资，如浙江省制定了《浙江省重金属污染综合整治规划》，整治区域和监控企业较国家规划均有所增加，不包括对关停企业的赔偿在内的治理投资将达28亿元。 　　对于重金属污染，由于大气污染物的无形无色，比之水中重金属易被人忽视，但实际上，根据第一次全国污染源普查结果，2007年全国大气中上述铅、汞、镉、铬、砷污染物年排放量已达约9500吨。这些重金属污染物可能通过呼吸，或迁移至水、土壤后，经食物链进入人体。 　　相关标准方法的发展 　　在大气颗粒物中金属元素的检测方面，目前国内外并存着原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)、X-射线荧光光谱法、中子活化分析法以及质子诱导X射线发射光谱法等检测方法，其中，国内采用较多的有AAS法、ICP-AES法和XRF法。 　　大气颗粒物的组成成分复杂，颗粒物中不同金属元素的浓度范围相差很大，在数十甚至数百个ppm至ppt级的范围内，由于需要控制的金属元素不断增加，而部分元素的基准浓度或控制限浓度都非常低，因此对仪器及检测方法提出了较高要求。分光光度法、石墨炉原子吸收分光光度法等在一次检测过程中都只能检测一种金属元素，且对一般元素的检出限只能达到ppb级或亚ppb级，原子荧光分光光度法检出限可达ppt级，但同样只能检测一种金属元素。ICP-AES法能同时检测多种元素，其可检元素种类也多于AAS法，是一种相对较成熟的方法，但ICP-AES法对Se、Hg、Be、As、Pb、Tl、U等元素往往无法满足相应的控制限浓度的要求，必须与石墨炉原子吸收(GF-AAS)和汞冷原子吸收(CV-AAS)技术结合使用才能达到大部分元素的分析要求。XRF法的优势在于检测快速、简便、无需复杂的前处理工作、检测无损性、同时检测多种元素，因此其可以实现现场和在线监测，但XRF法的缺点也很明显，检出限仅达ppm级，检测对标样有依赖性，对样品量的要求使其需要一定的富集时间，也部分抵消了其现场优势。ICP-MS法可以实现多元素分析，具有灵敏度高、检出限低，分析取样量少等优点，它可以同时测量周期表中大多数元素，测定分析物浓度可低至纳克/升(ng/L)或万亿分之几(ppt)的水平，但也有着仪器价格高昂，使用难度和维护使用费用均很高，用于大气颗粒物金属检测时重现性不佳的缺点。 　　因此，目前我国在大气颗粒物中的金属检测方法标准方面，目前以针对一种金属元素检测的环境保护行业标准为主，而许多大气重金属检测仪器如天瑞大气重金属在线监测仪、聚光大气重金属分析仪等也参考了一些国际标准。 　　随着仪器及检测技术的发展，国内也开始制修订一些新的标准方法，目前，部分现有暂行方法正在修订，而基于电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、原子荧光光谱法或氢化物吸收原子荧光光谱法、X射线荧光光谱法的新标准方法也均在同时制定之中。