大氣重金屬在線分析儀的性能及應用

李昱(天華化工機械及自動化研究設計院有限公司，甘肅 蘭州 730060)

大氣重金屬在線分析儀的性能及應用

李昱(天華化工機械及自動化研究設計院有限公司，甘肅 蘭州 730060)

為了更好的分析大氣中的重金屬成分，有關學生研究出基于X射線熒光技術的大氣重金屬在線分析儀。文章重點研究基于X射線熒光技術的大氣重金屬在線分析儀的性能組成、性能測試，并分析基于X射線熒光技術的大氣重金屬在線分析儀的實際應用。

大氣重金屬；在線分析儀；性能；應用

我國環境保護部門將重金屬污染監測工作納入到環境保護體系中，為污染源環境保護工作提供了重要的決策數據支持。對重金屬污染常用的分析方法是實驗室取樣分析。但是經過實踐證明，這種方法比較繁瑣、復雜，不符合新時代下在線監測重金屬的發展需求。在科學技術的發展支撐下，大氣中金屬監測領域出現了基于X射線熒光技術的大氣重金屬在線分析儀。基于X射線熒光技術的大氣重金屬在線分析儀在應用的時候不需要對樣品進行預處理，分析速度快、分析結果準確，被人們廣泛應用在各個領域。為了更好做到重金屬污染分析，文章對大氣重金屬在線分析儀的性能及應用展開探究。

1 大氣重金屬在線分析儀系統

大氣重金屬在線分析儀應用了無損X射線熒光光譜原理，結合大氣顆粒物富集技術進行測試。整套儀器系統中包括的系統具體如下：

(1)大氣顆粒物富集系統 這個系統主要由切割器、采樣管、濾紙帶、采樣泵共同組成。大氣切割在具體操作中應用了空氣動力學原理，在一定操作和流量作用下能夠將需要的動力學直徑顆粒分離出來。PM10切割器采用的撞擊式切割器，具體操作原理是空氣流過一個噴嘴的時候，按照慣性原理，在射向沖擊板之后，氣流會出現偏轉的現象。這個時候較大的顆粒物會撞擊到撞擊板上，發生偏差現象。對于撞擊切割器來講，切割性能和氣流運動速度之間存在很大的關聯，具體流動速度會影響切割器本身的切割屬性，進而影響到總體采樣的準確性。

(2)卷膜系統 卷膜系統在進行空氣顆粒物采集的時候會應用到不同的濾膜，這些濾膜針對空氣中顆粒物所應用的測試項目不同。比如針對大氣顆粒物重金屬檢測，需要要求濾膜中不能含有被檢測的重金屬成分；對于在線監測，要求濾膜本身具有一定的強度。

(3)XFR分析測試系統 這種系統應用進口X射線光管和數字多道分析器，能夠對大氣顆粒物中的重金屬進行測定分析，并結合實際進一步開發出新的算法操作軟件，有效保證了重金屬檢測的準確度。

(4)分析測試流程 首先將空白濾膜通過卷紙電機運動到富集的下方，之后關閉信息采樣平臺，對氣路進行密封處理。其次，將抽氣泵打開，應用紙流量控制器對采樣流速進行控制，在應用切割器切割空氣顆粒物之后，將所需要的顆粒物富集到相應的濾紙上。最后，在富集完成之后，恢復卷紙電機的運動。

2 大氣重金屬在線分析儀的的性能測試

(1)大氣重金屬在線分析儀的精密度 對所選擇的大氣重金屬在線分析儀進行精密度測試，選取樣品毒元素進行校準膜測試，采樣時間大約在4小時左右，采樣的流量是每分鐘16.7 L。可見，各個毒元素的精密度都在2%以內，基本滿足了大氣重金屬在線分析儀對大氣重金屬污染物的監測要求。

(2)大氣重金屬在線分析儀的線性度 大氣重金屬在線分析儀的線性度測試樣品是一組鉛含量不同的進口薄膜，應用AHMA測量各個薄膜的鉛元素含量，之后將測試信息和標準的薄膜樣品含量進行對比分析。AHMA測量各個薄膜的鉛元素含量規定值和實際測量值的對比如圖一所示。經過對圖一的分析發現，AHMA測量數值和實際要求數值之間的線性度達到了0.99。

(3)大氣重金屬在線分析儀的的檢出限 應用AHMA測量公司生產的空白濾膜標樣進行測試分析，經過多次測試發現，各個元素檢出限基本都符合相關標準要求。

圖1 AHMA測量數值和實際要求數值之間的關系

3 大氣重金屬在線分析儀的應用

將研制的大氣重金屬在線分析儀應用在某地區的大氣監測站中，多次檢測大氣重金屬含量和發展變化。基本測試的時間是2個小時。隨著時間的變化，大氣重金屬中pb、Zn元素含量會隨著時間的變化發生變化。通過測量結果發現在應用了大氣重金屬在線分析儀之后，能夠對大氣中的主要重金屬污染物進行準確測試，顯示出廣闊的應用前景。

4 結語

綜上所述，隨著科學技術的發展，所研制開發的大氣重金屬在線分析儀能夠對空氣中的多種重金屬元素進行監測，具有檢出限低、無損快速、操作方便、成本費用低等優勢，為了更好的監測空氣中的污染物，實現環境保護發展目標，需要相關人員加強對大氣重金屬在線分析儀的應用。

[1]葉華俊,郭生良,姜雪嬌,等.基于XRF技術的大氣重金屬在線分析儀的研制[J].儀器儀表學報,2012,05：1161-1166.

[2]欒旭東,張蘇偉,蘇琪,等.大氣重金屬在線分析儀的性能及應用[J].現代科學儀器,2013,01：7-10.

[3]葉華俊,姜雪嬌,等.基于X射線熒光分析原理的大氣重金屬在線分析儀的應用研究[A].浙江省環境科學學會.浙江省環境科學學會2014年學術年會論文集[C].浙江省環境科學學會：,2014：8.