大氣重金屬在線分析儀

江蘇天瑞儀器股份有限公司是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高科技企業(yè)，注冊資本46176萬。旗下?lián)碛刑K州天瑞環(huán)境科技有限公司、北京邦鑫偉業(yè)技術(shù)開發(fā)有限公司、深圳市天瑞儀器有限公司、上海貝西生物科技有限公司、天瑞環(huán)境科技（仙桃）有限公司五家全資子公司和廈門質(zhì)譜儀器儀表有限公司、江蘇國測檢測技術(shù)有限公司、上海磐合科學(xué)儀器股份有限公司三家控股子公司。總部位于風(fēng)景秀麗的江蘇省昆山市陽澄湖畔。公司從事光譜、色譜、質(zhì)譜等分析測試儀器及其軟件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

空氣中的重金屬污染物通過風(fēng)、雨、雪等途徑，損傷建筑物、形成土壤及地表水系交叉污染。進(jìn)入水體的重金屬會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng)，諸如氧化、溶解、解吸附、絡(luò)合作用以及生物甲基化等產(chǎn)生溶于水的金屬鹽，隨水體流動(dòng)擴(kuò)散。當(dāng)流域的物理化學(xué)條件發(fā)生了變化，這些金屬鹽又可能會(huì)發(fā)生還原、沉淀、吸附，進(jìn)而沉淀于土壤中。不同直徑顆粒物所沉積的人體呼吸器官部位為：10 ~ 100 μm，鼻腔；2.5 ~ 10 μm，鼻咽區(qū)；0.1 ~ 2.5 μm, 支氣管和肺部；0.1 μm 以下，重金屬元素具有較強(qiáng)的遷移、富集和隱藏性，經(jīng)空氣、水、食物鏈等途徑進(jìn)入人體，生物毒性顯著，易引發(fā)慢性中毒，具有致癌、致畸及致突變作用，對免疫系統(tǒng)有一定影響，嚴(yán)重威脅人體健康。

目前，國家環(huán)保部已正式發(fā)布《環(huán)境空氣顆粒物中無機(jī)元素的測定-能量色散X射線熒光光譜法》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，表明能量色散X射線熒光光譜儀能夠便捷、快速、準(zhǔn)確地分析大氣顆粒物富集樣品中的重金屬含量。

能量色散X熒光光譜儀分析原理

X射線管產(chǎn)生的初級X射線照射到平整均勻的顆粒物表面時(shí)，樣品所含待測元素原子受到激發(fā)后發(fā)射出特征X射線，經(jīng)探測器接收后，將其光信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M電信號，經(jīng)過模數(shù)變換器將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，通過專用軟件獲取元素特征X射線強(qiáng)度，根據(jù)元素特征譜峰強(qiáng)度與含量的相應(yīng)數(shù)學(xué)模型計(jì)算待測元素含量。

EHM-X200大氣重金屬在線分析儀是天瑞儀器自主研發(fā)的雙功能全自動(dòng)在線分析儀器，創(chuàng)新地將技術(shù)——X熒光（XRF）無損檢測技術(shù)、β射線吸收檢測技術(shù)與空氣顆粒物自動(dòng)富集技術(shù)完美結(jié)合，符合美國EPA IO-3.3標(biāo)準(zhǔn)方法。它不僅可以監(jiān)測空氣顆粒物質(zhì)量濃度, 還可以同時(shí)對顆粒物中元素成分進(jìn)行定量分析。該儀器具有10pg/m3量級的檢出限，處于世界先進(jìn)水平，可廣泛應(yīng)用于空氣質(zhì)量監(jiān)測、污染溯源及源解析、環(huán)境評價(jià)等領(lǐng)域。

測量環(huán)境溫度：-40℃~50℃ 
測量環(huán)境濕度：0%RH~90%RH
主機(jī)工作環(huán)境溫度：5℃~40℃ 
主機(jī)工作環(huán)境濕度：30%RH~60%RH
供電電源：220V AC±10%，50Hz±1Hz

 空氣顆粒物質(zhì)量濃度&重金屬濃度一體式協(xié)同測量，可分析空氣顆粒物中成分分布規(guī)律。
 配有多種顆粒物切割器供用戶選擇，實(shí)現(xiàn)重金屬顆粒物在不同動(dòng)力學(xué)直徑上的分布測量。
 鉛、鎘、鉻、砷等30種重金屬含量測量，探測靈敏度pg/m3量級，元素種類可擴(kuò)展。
 主機(jī)采用國際標(biāo)準(zhǔn)19”機(jī)箱，既可安裝在移動(dòng)監(jiān)測車上，也可以安裝在空氣自動(dòng)站的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜上。
 20年XRF技術(shù)積累，防雷工業(yè)級電子電氣設(shè)計(jì)，儀器具備極高的運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性，24小時(shí)/365天無故障運(yùn)行，同時(shí)還具有智能的故障診斷與自排除功能。
 無雜峰光路設(shè)計(jì)，內(nèi)置多檔濾光片，自動(dòng)切換實(shí)現(xiàn)低背景測量。
 內(nèi)置校準(zhǔn)模塊，XRF譜橫縱坐標(biāo)同時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)頻率可任意設(shè)置，還內(nèi)置了特定金屬內(nèi)標(biāo)源，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)質(zhì)控及報(bào)警。
 通過質(zhì)流量控制器及溫度、壓力傳感器穩(wěn)定控制采樣的工況流量，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)流量自動(dòng)校準(zhǔn)。
 具有RS232/485、USB、GPRS、ADSL、以太網(wǎng)等多種數(shù)據(jù)傳輸方式，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行參數(shù)、狀態(tài)以及數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸、監(jiān)控和檢驗(yàn)。
 系統(tǒng)軟件采用先進(jìn)的分層模塊化設(shè)計(jì)，具有強(qiáng)大、靈活的數(shù)據(jù)設(shè)置、校準(zhǔn)、保存、顯示、查詢、分析、傳輸?shù)裙δ堋?shù)據(jù)符合《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T 212-2005）。同時(shí)用戶還可以快速、方便地定制擴(kuò)展其他任何自定義功能。
 的多重防輻射處理，測量時(shí)儀器全方位無任何輻射泄漏。

EHM-X200可以連續(xù)測量并分析空氣中多種顆粒物質(zhì)量濃度及重金屬濃度，并有如下應(yīng)用：
1. 空氣質(zhì)量監(jiān)測
2. 空氣顆粒物特征分析
3. 空氣背景測量
4. 環(huán)境評價(jià)、許可
5. 污染源定位、溯源
6. 污染預(yù)測預(yù)警

 監(jiān)測指標(biāo)：TSP / PM10 / PM2.5質(zhì)量濃度，并可同時(shí)監(jiān)測Pb（鉛）、Cd（鎘）、Hg（汞）、As（砷）、Cr（鉻）、Cu（銅）、Zn（鋅）、Ni（鎳）、Ba（鋇）、Fe（鐵）、Ag（銀）、Se（硒）、Br（溴）、Te（碲）、Sb（銻）、Sn（錫）、Ti（鈦）、Co（鈷）、Mn（錳）、Pd（鈀）、Tl（鉈）、Sc（鈧）、 Mo（鉬）、V（釩）、Cs（銫）、Ga（鎵）、Ca（鈣）、K（鉀）、Sr（鍶）、Cl（氯）等30種元素（其它元素可根據(jù)用戶后續(xù)需求擴(kuò)展）
 適用標(biāo)準(zhǔn)：HM：US EPA IO-3.3 標(biāo)準(zhǔn)方法《X射線熒光光譜法檢測環(huán)境顆粒物中重金屬》
PM：《環(huán)境空氣顆粒物（PM10和PM2.5）連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》
 測量范圍：HM：0～100 μg/m3
PM：0～10 mg/m3
 檢出限：HM：10 pg/m3量級（采樣時(shí)間4小時(shí)、流速16.7L/min）
PM：<0.5 μg/m3（24小時(shí)平均值）
 準(zhǔn)確度：HM：<15%（Pb，與國標(biāo)實(shí)驗(yàn)室方法對比，采樣時(shí)間大于1小時(shí)）
PM：±5 μg/m3（24小時(shí)）以內(nèi)
 安全保護(hù)：HM：多重X射線輻射安全保護(hù)裝置，輻射劑量低于2.5 μGy/h（距機(jī)箱5 cm處）；儀器門打開自動(dòng)關(guān)閉X光管以保護(hù)人員安全
PM：儀器內(nèi)部電離輻射接近空氣背景值
 工作方式：連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測；一年的無故障運(yùn)行，以及故障自恢復(fù)功能
 控制方式：計(jì)算機(jī)控制，并有自我診斷及設(shè)定功能、實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控功能，并可存儲(chǔ)十年以上監(jiān)測數(shù)據(jù)
 操作界面：中文或英文操作界面，觸摸屏操作，顯示實(shí)時(shí)采樣流量、采樣時(shí)間、測量狀態(tài)、重金屬濃度值（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)或非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)可選擇設(shè)置）、含量曲線等信息
 安裝方式：固定站房標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜安裝或移動(dòng)車載式安裝

大氣顆粒物采集與制備

 環(huán)境空氣顆粒物采樣點(diǎn)設(shè)置應(yīng)符合HJ664相關(guān)要求，采樣過程按照HJ/T194中顆粒物采樣要求執(zhí)行，當(dāng)目標(biāo)元素含量較低或采集PM10(PM2.5)樣品時(shí)，可適當(dāng)增加采樣體積。無組織排放顆粒物樣品采集按照HJ/T55中相關(guān)要求設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)位，其他與環(huán)境空氣樣品采集要求一致，兩類顆粒物樣品采集應(yīng)符合環(huán)保部發(fā)布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

大氣顆粒物中重金屬檢測過程如圖2所示，首先空氣及所攜帶顆粒物被流量控制的抽氣泵抽入切割器，顆粒物采集主要依靠采樣器的切割頭，PM10采樣器切割點(diǎn)是10 μm，并保證10 μm顆粒物的捕集效率在50 %以上，然后顆粒物被某一規(guī)格的采樣濾膜捕獲，常用的采樣膜有石英濾膜、聚四氟乙烯濾膜（PTFE）、聚碳酸酯濾膜（PC）等，經(jīng)過一段時(shí)間富集收集，待采樣結(jié)束后，用鑷子將濾膜取出，放入干燥、潔凈、已編號的樣品盒中保存。

圖2  大氣重金屬收集與檢測流程

本實(shí)驗(yàn)采用石英濾膜，濾膜（0.4 ～ 0.8 μm）直徑47 mm，顆粒物切割器（PM10)，氣流量控制1立方米/小時(shí)，每次采樣24小時(shí)。編號為依次1#、2#、……7#。收集的樣品予以干燥保存以備測。

大氣顆粒物重金屬曲線制定與樣品分析

    設(shè)定適當(dāng)?shù)臏y量條件，使用EDX4500H能量色散X熒光光譜儀掃描標(biāo)準(zhǔn)濾膜物質(zhì)，建立待測元素含量與強(qiáng)度的校準(zhǔn)工作曲線，然后對采集的大氣顆粒物濾膜未知樣品進(jìn)行測量。

圖3 EDX4500H大氣顆粒物Pb元素工作曲線

圖4 EDX4500H某大氣顆粒物富集濾膜X熒光分析譜圖

表1  某區(qū)域大氣富集濾膜重金屬EDX4500H分析結(jié)果   單位：μg/m3

目前《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095-2012中規(guī)定，Pb元素的年平均濃度限值為0.5 μg/m3，由于Pb屬于毒性較大金屬，其濃度限值為多種重金屬中較低的。儀器檢測到4#樣品的Pb元素含量超標(biāo)，高達(dá)2.955 μg/m3，并且Fe元素含量也較高，達(dá)到1.062 μg/m3。除此之外，大氣中常見的重金屬污染物的Fe，Zn兩種元素在各個(gè)樣品中均被檢測出。

公司嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，技術(shù)精益求精，服務(wù)及時(shí)周到，是用戶信得過的朋友。產(chǎn)品不僅在中國市場上并已遠(yuǎn)銷印度、韓國、泰國、孟加拉、巴基斯坦、印度尼西亞、伊朗、越南、新加坡、馬來西亞、阿聯(lián)酋、土耳其、蘇丹、美國、英國、德國、法國、俄羅斯、加拿大、澳大利亞、意大利、 埃及、南非等多個(gè)國家。已獲得三個(gè)世界的成績：銷售量同行業(yè)中、產(chǎn)品品種同行業(yè)中、技術(shù)同行業(yè)中。