[发明专利]一种多参数水质重金属自动在线检测仪及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多参数水质重金属自动在线检测仪及检测方法。

背景技术

目前,随着社会的发展，人类的生存环境遭到破坏，江流、湖泊、水库、海洋等水资源领域的重金属离子浓度逐年急剧增加。水中含有微量的重金属离子就会有很大的毒性，重金属离子容易被生物体吸收，并且很难被降解代谢，长时间饮用含有微量重金属离子的水很可能会对人体肾脏、肝脏、神经系统等造成严重的损坏，严重威胁着人类的健康，实时在线检测各种水体的水质重金属离子浓度成为当务之急。

目前国际上水质重金属离子浓度检测仪的发展方向为：实时、在线、连续、稳定、高精度、集成化。因此，发展高灵敏度的新型传感器，研制微型、集成化的水质重金属离子浓度检测系统，开发实时在线自动化的水质重金属离子检测仪成为发展的必然趋势。在检测仪测试方法中为了弥补原子光谱、质谱分析和分光光度等测试方法在自动检测中的不足，选择了适用于水质重金属离子浓度在线自动检测的电化学分析方法-阳极溶出伏安法(ASV)，为了进一步提高检测仪的测试精度采用了差分脉冲阳极溶出伏安法。

发明内容

本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种多参数水质重金属自动在线检测仪及检测方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：一种多参数水质重金属自动在线检测仪，包括用于采集溶液的计量单元，用于检测溶液的检测单元，用于控制所述计量单元和所述检测单元工作并对检测单元的采集信号进行分析计算的PLC主控单元，以及用于显示分析结果的存贮显示单元。

进一步的，所述计量单元包括第一蠕动泵、第二蠕动泵、第三蠕动泵、第四蠕动泵、第五蠕动泵和第一计量泵和第二计量泵；所述检测单元包括电解池，设置在电解池内的电位仪、电极以及搅拌器；所述第一蠕动泵的输入端与电解液连接，其输出端与电解池连接；所述第二蠕动泵的输入端与镀膜液连接，其输出端与电解池连接；所述第三蠕动泵的输入端与蒸馏水连接，其输出端与电解池连接；所述第四蠕动泵的输入端与水样连接，其输出端与存贮杯连接；所述第五蠕动泵的输入端与清洗液连接，其输出端与存贮杯连接；所述第一计量泵的输入端与标液连接，其输出端与电解池连接；所述第二计量泵的输入端与所述存贮杯连接，其输出端与所述电解池连接；所述电解池负责对溶液测量信号的采集，并将采集到的信号传输给PLC主控单元，由所述PLC主控单元对采集的信号进行计算处理，并将结果传输至存贮显示单元进行存贮显示。

进一步的，所述第一至第五蠕动泵均采用恒流泵；所述第一、第二计量泵中的液体流路采用非金属惰性材料；所述第一、第二计量泵中的取样管采用聚四氟乙烯材料，其内径为0.8mm，外径为1.6mm。

进一步的，所述电解池采用石英材质制成。

进一步的，所述电极为工作电极、参比电极、对电极组成的三电极体系，该三电极体系在测量时处于统一水平面上；其中，所述工作电极采用玻碳电极或金电极，所述参比点极采用饱和银或氯化银电极，所述对电极采用铂丝电极。

一种多参数水质重金属自动在线检测仪的检测方法，包括如下步骤：

S1、PLC主控单元控制第一蠕动泵将电解液定量输入到电解池中；所述电解液为NH4Ac-HAc溶液、NaCl溶液或KCl溶液，溶液浓度均为0.1-0.5mol/L；

S2、PLC主控单元控制第二蠕动泵将镀膜液定量输入到电解池中；所述镀膜液浓度为200mg/L；

S3、PLC主控单元控制电解池中的工作电极表面进行镀膜，并设置沉积电位为：-1.0V，沉积时间为：240s，以获得底液空白曲线；

S4、PLC主控单元控制第四蠕动泵将水样定量输入到存贮杯中；

S5、PLC主控单元控制第一计量泵将水样定量的输入到电解池中，并设置沉积电位为-1.4～-1.2V，沉积时间为140s～300s，清洗电位为0V，清洗时间为30s；

S6、采用阳极溶出伏安法对电解池内的水样进行测定，获得水样溶出伏安曲线和相应的溶出峰面积；

S7、PLC主控单元控制第二计量泵向电解池中添加定量已知铅浓度的标液，得到水样加标溶出伏安曲线和相应的溶出峰面积；

S8、PLC主控单元根据步骤S3得到的底液空白曲线、步骤S6得到的水样溶出伏安曲线和步骤S7得到的水样加标溶出伏安曲线计算得到水样的浓度,并将计算结果发送给存贮显示单元；

S9、PLC主控单元控制第五蠕动泵向存贮杯中定量输入清洗液，然后控制第二计量泵向电解池中定量输入清洗液，并设置清洗电位为0.5v，清洗时间为90s，以清洗掉电极表面的铋膜；