大氣顆粒物重金屬檢測儀

隨著工業(yè),、能源以及交通等需求的不斷增長,，大氣污染的問題日益突出。其中以不同形態(tài)進(jìn)入大氣中的重金屬成為空氣中重要的污染物之一,。據(jù)估算,，一年大氣中鉛、汞,、鎘,、鉻,、砷五種重金屬或類金屬污染物排放量9000多噸，有色金屬冶煉,、鉛蓄電池,、再生鉛、燃煤電廠,、水泥,、鋼鐵冶煉、化工品生產(chǎn)等行業(yè)是造成重金屬污染的主要源頭,。其中有色金屬冶煉企業(yè)和燃煤電廠是排放含汞廢氣的主要污染源,，此外燃燒尾氣、輪胎摩擦,、制動摩擦等也是重要污染源,。大氣中的重金屬存在于懸浮顆粒物中，顆粒物的動力學(xué)直徑從0.1 μm到100 μm,。通常50 μm以上的懸浮顆粒物在大氣中經(jīng)過幾分鐘或幾個(gè)小時(shí)即可沉降下來,。而10 μm以下，尤其是2.5 μm以下的懸浮顆粒物不容易沉降,，在大氣中可以漂浮幾天甚數(shù)年,，可以遷移數(shù)百甚上千公里。

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,、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。

大氣顆粒物重金屬檢測儀

EDX 4500H X能量色散熒光光譜儀是利用XRF檢測原理實(shí)現(xiàn)對各種元素成份進(jìn)行快速,、,、無損分析。該儀器的主要特征是利用智能真空系統(tǒng),，可對Si,、P、S,、Al,、Mg等輕元素具有良好的激發(fā)效果，利用XRF技術(shù)可對大氣顆粒物富集物重元素進(jìn)行分析,，在大氣濾膜富集物含量分析中具有無損,、快速、等特點(diǎn),，有效提高檢測時(shí)間和工作效率,。

圖1 EDX4500H 能量色散X熒光光譜儀
 

性能特點(diǎn)

高效超薄窗X光管,，指標(biāo)達(dá)到水平
采用數(shù)字多道技術(shù),可以達(dá)到超高計(jì)數(shù)率,提高測試效率和精度
SDD硅漂移探測器，良好的能量線性,、能量分辨率,、峰背比和能譜特性
低能X射線激發(fā)待測元素，對Si,、P等輕元素激發(fā)效果好
智能抽真空系統(tǒng),，屏蔽空氣的影響，大幅擴(kuò)展測試的范圍
自動穩(wěn)譜裝置儀器工作的*性
高信噪比的電子線路單元
針對不同樣品自動切換準(zhǔn)直器和濾光片,，免去手工操作帶來的繁瑣
解譜技術(shù)使譜峰分解,，使被測元素的測試結(jié)果具有相等的分析精度
多參數(shù)線性回歸方法，使元素間的吸收,、增強(qiáng)效應(yīng)得到明顯的抑制
液晶屏顯示讓儀器的重要參數(shù)（管壓,、管流、真空度）一目了然

技術(shù)參數(shù)

產(chǎn)品型號：EDX 4500H
產(chǎn)品名稱：能量色散X熒光光譜儀
測量元素范圍：從鈉（Na）到鈾（U）
元素含量分析范圍： ppm—99.99%（不同元素,，分析范圍不同）
同時(shí)分析元素：一次性可測幾十種元素
測量時(shí)間：30秒-200秒
探測器能量分辨率為：145±5eV
管壓：5KV-50KV
管流：50μA-1000μA
測量對象狀態(tài)：粉末,、固體、液體
輸入電壓：AC 110V/220V
環(huán)境溫度：15℃-30℃
環(huán)境濕度：35%-70%
樣品腔體積：320mm×100mm
外形尺寸：660mm×510mm×350mm
重量：65Kg

標(biāo)準(zhǔn)配置

高效超薄窗X光管
SDD硅漂移探測器
數(shù)字多道技術(shù)
光路增強(qiáng)系統(tǒng)
高信噪比電子線路單元
內(nèi)置高清晰攝像頭
自動切換型準(zhǔn)直器和濾光片
自動穩(wěn)譜裝置
三重安全保護(hù)模式
可靠的整體鋼架結(jié)構(gòu)
90mm×70mm的狀態(tài)顯示液晶屏
真空泵

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*，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,，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,。
 

二,、工作環(huán)境要求

2.1 環(huán)境溫度：10℃-35℃

2.2 相對濕度：小于70%

2.3 電源：AC 220V（如電網(wǎng)波動 ≥ 10%，則需配交流穩(wěn)壓器(1kw以上）,。

2.4 房間：無腐蝕性氣體,，無機(jī)械振動，無電磁場干擾,。