[发明专利]基于阳极溶出伏安法的多参数水质重金属自动在线监测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于阳极溶出伏安法的多参数水质重金属自动在线监测仪，适用于环境水质监测领域。

背景技术

近年来，重金属污染事件频发，自2009年以来中国已连续发生30多起重特大重金属污染事件。面对重金属污染高发态势，中国政府已将治理重金属污染正式提上日程。“十二五”规划明确了我国“十二五”期间重金属污染防治的总体目标与政策方向。环保部部长周生贤在接受《中国环境报》采访时曾说到，“十二五”重金属污染防治的目标是通过未来5年内国家计划投资750亿元，建立比较完善的重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系。重金属污染检测与监测体系作为该体系的重要组成部分，起到评估与预警的重要作用，国家自然也会在相关检测与监测仪器方面加大投入。因而，近年来我国的重金属污染检测与监测仪器预计会飞速增长。

目前，我国国内能够自主生产重金属自动在线监测仪的厂家还是少数，能够拥有真正成熟技术的少之又少。现有的国产重金属自动在线监测仪大多采用分光光度法，该法成本低，并且属于比较成熟的化学分析方法，相对而言易于实现，但是，该法试剂消耗大，不能消除色度和浊度的影响，不能实现同时监测多参数，而且测定下限有时不能满足要求，如果与其他富集分离技术联用，可以降低检测下限，但操作繁琐。然而，采用阳极溶出伏安法就可以解决以上问题，该法采用三电极系统，装置简便，试剂用量少，测定下限低，而且色度和浊度无干扰，可以同时监测多种参数，可以说是一种水质重金属检测的比较有优势的方法。但是阳极溶出伏安法真正要用于水质重金属的在线监测，还面临一些新问题，例如测量范围窄，电极重现性差，进液精度、电解池构造等要求高等。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于阳极溶出伏安法的多参数水质重金属自动在线监测仪。

本发明的技术方案为：一种基于阳极溶出伏安法的多参数水质重金属自动在线监测仪，它包括电化学检测装置、控制系统以及分别与控制系统相连的进液装置、反应装置和排液装置，所述进液、排液装置包括蠕动泵、精密注射泵和六联电磁阀，通过管路与反应装置相连，并将溶液送入或排出反应装置，所述反应装置由插入电极并且内置搅拌子的电解池构成，它与电化学检测装置相连并能及时得到有效数据。

优选的是：所述的控制系统采用嵌入式一体化工控电脑作为主控单元，控制用户交互单元、数据传输单元、泵阀进排液系统控制单元和电化学检测装置，负责用户交互、定时测量、控制泵阀进排液和电化学检测装置工作、数据处理和上传；采用PLC作为泵阀进排液系统控制单元，负责检测过程的进排液、管路清洗；采用单片机作为电化学检测装置的控制单元，负责对水样的阳极溶出伏安法分析，并将结果传送给监测仪的主控单元。

优选的是：所述反应装置为一个插入三电极的电解池，是圆柱体搅拌池，电解池侧面分别设有三电极安装孔、进液孔、排液孔以及通气孔；电解池内置一个搅拌子，与电解池背面附有强力磁铁的电机配合，以实现溶液的搅拌。

优选的是：所述的电解池为一个体积为30mL的圆柱体搅拌池，电解池的前面板可打开，前面板与整体之间通过硅胶密封圈密封。

优选的是：所述进液系统分两路进行，一路为测定所用试剂的进样，通过一个六联电磁阀与一个蠕动泵结合来实现，另一路为标准溶液的进样，通过一个高精度的注射泵来实现；所述排液系统通过一个蠕动泵来实现。

本发明的有益效果为：本发明基于阳极溶出伏安法，该方法的基本原理是先在一个较负的电位下将待测离子还原以富集到工作电极上，然后控制电位向正的方向扫描，使待测离子氧化溶出，从而得到一溶出峰，其峰电位和峰大小分别由元素种类和元素浓度决定，从而实现定性和定量分析。因此，该方法本身具有其他方法不可比拟的优势，例如由于事先经过了富集故测定下限低，利用出峰电位不同能够同时进行多参数测定等，本发明正是利用此优势来实现水质中多种重金属元素的同时测定。

本发明进液系统分两路进行，一路为测定所用试剂的进样，通过一个六联电磁阀与一个蠕动泵结合来实现，另一路为标准溶液的进样，通过一个高精度的注射泵来实现，该注射泵可以精确进样至0.5uL。仪器的排液系统通过一个蠕动泵来实现。

本发明的电解池为一个体积30mL的圆柱体搅拌池。侧面分别设有三电极安装孔、进液孔、排液孔以及通气孔。电解池的前面板可打开，便于进行电极的安装与维护，前面板与整体之间通过硅胶密封圈密封。电解池内置一个搅拌子，与电解池背面附有强力磁铁的电机配合，以实现溶液的搅拌。