一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法及監測裝置的製作方法
2023-10-07 04:05:59 2
專利名稱：一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法及監測裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於藉助於測定材料的化學或物理性質來測試或分析材料的技術領域，特別涉及ー種利用光學法，通過設置能提供多個波長的光源或提供連續波長的光源的測量光源，並循環監測流程使得任意多種不同的重金屬元素在與適當的顯色試劑及待測組分進行反應後與設定好的最大吸收波長光強度的變化比較以實時測量出水樣中該重金屬汙染物的含量的在線監測水體內多種重金屬含量的方法及監測裝置。
背景技術：
重金屬是指比重大於5的金屬，在人體中累積達到一定程度，會造成慢性中毒，其中對人體危害最大的有鉛Pb、萊Hg、鎘Cd、鉻Cr、砷As等,這五種重金屬被定義為目前國內最嚴重且最迫切需要嚴密監控的重金屬元素。這些重金屬在水中不能被分解，若沒有完 善的監控機制、嚴密的監測設備，生物會從環境中攝取重金屬，並經過食物鏈的生物放大作用，在較高級生物體內富集，轉化為毒性更強的金屬化合物，最終通過食物進入人體，危害人體健康。眾所周知的水俁病(汞汙染)和骨痛病(鎘汙染)就是由重金屬汙染造成的。因此，對重金屬的防治刻不容緩，而水中重金屬汙染是目前所有重金屬汙染最嚴重和最迫切需要解決的問題，水中重金屬的防治又必須以重金屬的監測為首要任務。國家標準中規定了水中各種重金屬元素的檢測方法，國內外文獻對此也有相關表述。現有技術中廣泛採用的主要有分光光度法、原子吸收光譜法、電化學法及原子螢光法等。其中分光光度法可測定各種水中重金屬的含量，該方法由於操作簡單，定性、定量準確，並且與國家標準及行業標準的符合度高，因此被廣泛應用於實驗室測定和在線監測水中重金屬含量，但該方法由於顯色反應每次的顔色不同以及試劑間會產生相互幹擾致使在線監測設備毎次只能測定ー種重金屬的含量，效率較低。對於原子吸收光譜法和原子螢光法，由於待測重金屬本身化學性質的差異和水樣預處理的複雜使得這兩種方法本身就無法應用於在線監測，而僅僅適合被應用於實驗室以人工取樣方式來測定水中重金屬含量。電化學法是目前除了光度法之外另ー種被廣泛應用於在線監測水中重金屬含量的重要方法，可單獨在線測定水中大部分重金屬物質，也可同時測定幾種特定的重金屬物質，如鉛、鎘、銅，但對於想隨意組合同時在線測定多種水中重金屬的需求則不可能實現。
發明內容
本發明解決的技術問題是，由於現有技術無法兼顧監測成本和監測的實時效果可靠，而導致的用戶ー無法根據自身水質的特點隨意選擇需要監測的重金屬因子的數量，ニ當需要監測多個待測因子時需要多臺監測儀器，成本偏高，且需要大量的空間置放，三即使一次性監測到多種重金屬的含量，其監測精度亦無法滿足國家環保局提出的汙染源水質重金屬濃度的監測要求的問題，進而提供了一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法及監測裝置。本發明所採用的技術方案是，一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，方法採用能提供多個波長的光源或提供連續波長的光源的測量光源；控制系統根據需要設定N個測量含量的重金屬個數，N ^ I ;設定反應溫度T、反應時間tl、比色時間t2 ;確定待測水樣、反應溶液和顯色溶液；確定電磁閥組中選用電磁閥的個數；控制系統通過取樣系統取N體積待測水樣A井置入反應裝置，控制反應溫度到設定值T ;反應時間tl後停止對反應溫度T的控制並使反應溫度T降低到環境溫度，得到反應液B ;控制系統控制取樣系統取一體積反應液B及定量的顯色溶液置入比色裝置，反應得到比色液C，顯色t2時間；採用測量光源中特定波長的光對比色液C進行吸光度測量，根據產生的光強度變化，由光學檢測裝置測量光強度變化，所述光學檢測裝置為能測量所述測量光源所提供的N種入射光的強度的光學傳感器或具有分光功能的光譜儀；控制系統測得待測水樣中特定波長的光對應的重金屬汙染物的含量後，此波長的光對應的重金屬含量測定結束；控制系統控制比色裝置排出比色液C ;重複將一體積反應液B與適當的定量顯色溶液置入比色裝置並進行另外波長的光的吸光度測量，直至所有重金屬汙染物的含量測定結束。優選地，若反應時間tl的反應過程需要氧化劑，則控制系統控制取樣系統將定量的氧化劑與樣本A —起置入反應裝置進入反應階段，控制反應溫度到設定值T ;反應一定時 間tl後，停止對反應溫度T的控制，並使反應溫度T降低到環境溫度；控制系統控制取樣系統取定量的還原劑與上述溶液反應得到反應液B。優選地，所述測量光源為多波長測量光源或連續波長測量光源，所述測量光源包括分光器或所述測量光源為旋轉光源裝置；所述測量光源可以常開或在需要使用時才開
啟O優選地，所述顯色溶液包括緩衝溶液、掩蔽劑和特性顯色劑。優選地，0°C<T<200°C。優選地，Os^ tl ^ 3600s。優選地，Os彡 t2 彡 3600s。優選地，一種採用在線監測水體內多種重金屬含量的方法的監測裝置，所述監測裝置包括控制系統、取樣系統、反應裝置和比色裝置，所述控制系統和取樣系統連接，所述取樣系統通過電磁閥組與反應裝置及比色裝置連接，所述比色裝置上設有入射孔和出射孔，所述入射孔與測量光源連接，所述出射孔與光學檢測裝置連接。優選地，所述取樣系統中包括定量系統，所述定量系統包括定量裝置、反應裝置進樣通道和比色裝置進樣通道。優選地，所述反應裝置為反應池，比色裝置為比色池。本發明提供了一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法及監測裝置，利用光學法，採用能提供多個波長的光源或提供連續波長的光源的測量光源釋放入射光，在待測水樣與反應試劑通過控制系統控制取樣系統定量取樣後進入反應裝置進行反應，反應後溶液定量部分後進入比色裝置並依次與包括了緩衝溶液、掩蔽劑、特性顯色劑等試劑的顯色溶液作用顯色，顯色反應穩定後通過能測量所述測量光源所提供的多種入射光的強度的光學傳感器或具有分光功能的光譜儀的光學檢測裝置接收測量，與事先設定好的最大吸收波長光強度的變化比對即可測量出待測水樣中某種重金屬的含量，測得ー個重金屬汙染物的含量後，排出比色裝置中所有溶液，隨即再定量部分反應後溶液進入比色裝置並重複監測過程測量下ー種重金屬的含量直至全部測量結束；本發明的方法可實現在一臺監測裝置上依次測定多種不同的水中重金屬物質的含量，並均可通過軟體進行事先設置，提高了測量的精準度，降低成本，大大提高了監測效率，減少了安裝多臺測量設備所需佔用的空間，並可以根據客戶需要自行選擇監測的重金屬種類。
圖I為本發明的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進ー步的詳細描述，但本發明的保護範圍並不限於此。如圖所示，本發明涉及一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，方法採用能提供多個波長的光源或提供連續波長的光源的測量光源I ;控制系統根據需要設定N個測量含量的重金屬個數，NS I ;設定反應溫度T、反應時間tl、比色時間t2 ;確定待測水樣、反 應溶液和顯色溶液；確定電磁閥組8中選用電磁閥的個數；控制系統通過取樣系統取N體積待測水樣A井置入反應裝置，控制反應溫度到設定值T ;反應時間tl後停止對反應溫度T的控制並使反應溫度T降低到環境溫度，得到反應液B ;控制系統控制取樣系統取一體積反應液B及定量的顯色溶液置入比色裝置，反應得到比色液C，顯色t2時間；採用測量光源I中特定波長的光對比色液C進行吸光度測量，根據產生的光強度變化，由光學檢測裝置2測量光強度變化，所述光學檢測裝置2為能測量所述測量光源I所提供的N種入射光的強度的光學傳感器或具有分光功能的光譜儀；控制系統測得待測水樣中特定波長的光對應的重金屬汙染物的含量後，此波長的光對應的重金屬含量測定結束；控制系統控制比色裝置排出比色液C ;重複將一體積反應液B與適當的定量顯色溶液置入比色裝置並進行另外波長的光的吸光度測量，直至所有重金屬汙染物的含量測定結束。若反應時間tl的反應過程需要氧化劑，則控制系統控制取樣系統將定量的氧化劑與樣本A —起置入反應裝置進入反應階段，控制反應溫度到設定值T ;反應一定時間tl後，停止對反應溫度T的控制，並使反應溫度T降低到環境溫度；控制系統控制取樣系統取定量的還原劑與上述溶液反應得到反應液B。所述測量光源I為多波長測量光源或連續波長測量光源，所述測量光源I包括分光器或所述測量光源I為旋轉光源裝置；所述測量光源I可以常開或在需要使用時才開啟。測量光源I的開閉取決於實際操作過程中光源的實際性狀。所述顯色溶液包括緩衝溶液、掩蔽劑和特性顯色劑。0°C<T< 200°C。Os ^ tl ^ 3600s。Os 彡 t2 彡 3600s。一種採用在線監測水體內多種重金屬含量的方法的監測裝置，所述監測裝置包括控制系統、取樣系統、反應裝置和比色裝置，所述控制系統和取樣系統連接，所述取樣系統通過電磁閥組8與反應裝置及比色裝置連接，所述比色裝置上設有入射孔3和出射孔4，所述入射孔3與測量光源I連接，所述出射孔4與光學檢測裝置2連接。本發明中，取樣系統包括標準液、反應試劑和待測水樣，所述標準液通道5、試劑通道6和待測水樣通道7通過電磁閥組8的變換進行定量取樣並被推入反應裝置即反應池9或比色裝置即比色池10中進行反應或顯色。所述取樣系統中包括定量系統，所述定量系統包括定量裝置、反應裝置進樣通道12和比色裝置進樣通道13。本發明中，取樣系統中包括定量系統，通過定量系統進行定量的液體體積數由定量管上設置的用於定量的若干配對使用的光源和光接收器來控制。通過待定量溶液在定量管中流動時使光源發射到光接收器的光強發生變化來確定溶液是否繼續流動還是靜止，從而確定溶液的體積。 所述反應裝置為反應池9,比色裝置為比色池10。本發明中，電磁閥組8包括若干個電磁閥，不同的電磁閥分別與標準液通道5、試劑通道6、待測水樣通道7、反應裝置進樣通道12、比色裝置進樣通道13、反應池9和比色池10連接。本發明中，測量光源I、光學檢測裝置2可以通過光纖11分別與比色池10的入射孔3和出射孔4連接，亦可不通過光纖11，直接分別設於入射孔3和出射孔4處。本發明中，比色池10中設置排液裝置，在進行完ー種重金屬的含量的測量後，可以將比色池10中的溶液迅速排出以方便進行下ー種重金屬的比色測量。本發明中，在線監測水體內多種重金屬含量的方法的工作原理是利用光學法，採用能提供多個波長的光源或提供連續波長的光源的測量光源I向比色裝置上發射光源，將待測水樣與反應試劑反應後溶液通過控制系統控制取樣系統中的定量系統定量部分後進入比色裝置並依次與包括了緩衝溶液、掩蔽劑、特性顯色劑等的顯色溶液作用顯色，顯色反應穩定後通過由能測量所述測量光源I所提供的多種入射光的強度的光學傳感器或具有分光功能的光譜儀的光學檢測裝置2接收測量，與事先設定好的最大吸收波長光強度的變化比對即可測量出待測水樣中某種重金屬的含量，排出比色裝置中所有溶液，隨後另取定量反應液循環顯色步驟，測量下ー種重金屬的含量直至全部測量結束。本發明中，除了前述的在線監測水體內多種重金屬含量的方法，若無重金屬含量的標準值，則還需要測定標準液中各個重金屬值的含量，流程如下
步驟ー復位控制系統根據需要測量含量的重金屬個數N，N> I ;設定反應溫度T，設定反應時間tl，設定比色時間t2 ;確定標準液和反應中的試劑；確定電磁閥組8中選用電磁閥的個數。步驟ニ 取樣標準液通道5的電磁閥組8閥路打開，控制系統控制取樣系統中的定量系統通過標準液通道5取N體積標準液A待測。步驟三反應控制系統控制將標準液A置入反應裝置進入反應階段，控制反應溫度到設定值T ;反應一定時間tl後，停止對反應溫度T的控制，並使反應溫度T降低到環境溫度，得到反應液B ;當測量過程需要氧化劑一同進行反應時，通過試劑通道6，控制系統控制取樣系統，取樣系統通過定量系統取定量的氧化劑後加入反應裝置；反應一定時間tl後，結束控溫並使反應裝置溫度降低到環境溫度，若反應過程中加入過一定量的氧化劑的，通過試劑通道6，控制系統控制取樣系統，取樣系統通過定量系統取一定量的還原劑後加入反應裝置，最終得到反應液B。步驟四顯色控制系統控制取樣系統取一體積反應液B，置入比色裝置，通過試劑通道6，控制系統控制取樣系統取定量的緩衝溶液、掩蔽劑、特性顯色劑置入比色裝置，使得反應液B依次與定量的緩衝溶液、掩蔽劑、特性顯色劑進行反應得到比色液C。 步驟五比色步驟四穩定t2後，由能提供多個波長的光源或提供連續波長的光源的測量光源I發出入射光，採用特定波長的光對比色液C進行吸光度測量，產生光強度變化，光學檢測裝置2測量光強度變化，所述光學檢測裝置2為能測量所述測量光源I所提供的N種入射光的強度的光學傳感器或具有分光功能的光譜儀；控制系統測得標準液中特定波長的光對應的重金屬的含量後，此波長的光對應的重金屬含量測定結束；
步驟六排液控制系統控制比色裝置排出比色液C ；
步驟七判斷當還有別的重金屬含量要測量時，由步驟四開始重複進行以下步驟，直至結束。本發明實施例I :
採用本發明的在線監測水體內多種重金屬含量的方法及監測裝置同時測定某電鍍廠汙水排放口中水中總鉻和總鎳的含量。比色測量波長分別選擇為總鉻在540nm測定，總鎳在520nm測定，測量光源I發出具有連續波長可經分光器分光分別產生540nm和520nm的入射光源或者分別發出540nm和520nm的単色光源並通過旋轉光源裝置以實現光源的切換；測量光源I產生的単色光通過光纖11從入射孔3垂直照射到比色池10上，通過比色池10的出射光源從出射孔4經由光纖11照射到光學檢測裝置2上來測量光強的變化，反應溫度設定為60攝氏度，反應時間設定為4分鐘，比色時間設為I分鐘，反應裝置進樣通道12上的試劑種類數設定為3種，比色裝置進樣通道13上的試劑種類設定為4種。設置完成後啟動測量，通過待測水樣通道7，控制系統控制取樣系統取樣，取樣泵14通過定量系統中的第一定量管15上設置的用於定量的配對使用的第一光源16和第一光接收器17控制取兩體積待測水樣，水樣經過定量後再通過反應裝置進樣通道12的電磁閥組8閥路切換由取樣泵14通過緩衝管路18將其推入反應池9 ;接著取樣系統以與取待測水樣同樣的方式通過試劑通道6將高錳酸鉀溶液(氧化劑)定量後取入反應池9，啟動控溫程序通過加熱裝置19控制反應池9的反應溫度到60度，反應4分鐘後，結束控溫並使反應池9溫度降低到環境溫度，接著取樣系統以與取待測水樣同樣的方式通過試劑通道6分別將亞硝酸鈉溶液和尿素溶液(還原劑)依次通過第一定量管15定量後取入反應池9,控制系統將反應結束後的反應池9中的反應液均分為兩部分，取樣系統以與取待測水樣同樣的方式取其中一體積經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換進入定量系統中的比色裝 置進樣通道13的第二定量管20並由第二定量管20上設置的用於定量的若干配對使用的第二光源21和第二光接收器22來控制定量後取入比色池10，接著取樣系統以與取待測水樣同樣的方式通過試劑通道6經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換將顯色劑ニ苯碳醯ニ肼溶液通過第二定量管20定量後取入比色池10進行顯色反應，顯色時間I分鐘結束後採用540nm波長的光進行吸光度測量，根據顯色前後光強度的變化便可測量出水樣中總鉻的含量，此時總鉻含量測定結束，控制系統控制排出比色池10中所有溶液。隨後執行同樣的程序，首先取樣系統以與取待測水樣同樣的方式將反應結束後的反應池9中的另一體積反應液經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換進入定量系統中的比色裝置進樣通道13的第二定量管20，並由第二定量管20上設置的用於定量的若干配對使用的第二光源21和第二光接收器22來控制定量後取入比色池10，接著取樣系統以與取待測水樣同樣的方式通過試劑通道6經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換依次將檸檬酸銨溶液(緩衝溶液)、碘溶液(掩蔽劑)通過第二定量管20定量後取入比色池10，最後取樣系統通過試劑通道6經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換將顯色劑丁ニ酮肟溶液通過第二定量管20定量後取入比色池10進行顯色反應，顯色時間I分鐘結束後採用520nm波長的光進行吸光度測量，根據顯色前後光強度的變化便可測量出水樣中總鎳的含量，此時總鎳含量測定結束，控制系統控制排出比色池10中所有溶液。至此，總鉻、總鎳的在線同時測定結束，取樣系統排出反應池9中所有溶液。上述的光學法測量需要用標準溶液進行事先標定，標定過程與測量過程相同，監測裝置的標準液通道5包括第一標準液通道和第二標準液通道，然後啟動標定程序，其執 行過程與測量過程相同，通過對標準液通道5內的標準液進行各個重金屬含量的測量即可實現標定過程，標定完成後會分別產生總鉻和總鎳兩組校準因子，這兩組校準因子在測量過程中待顯色反應結束並測量完吸光度後分別用來計算待測水樣中總鉻和總鎳的實際含量。本發明實施例2:
採用本發明的在線監測水體內多種重金屬含量的方法及監測裝置同時測定某金屬冶煉廠汙水排放口中水中總鉛、總汞、總鎘的含量。比色測量波長分別選擇為總汞在485nm測定，總鉛在510nm測定，總鎘在518nm測定，測量光源I為具有連續波長的氙燈或汞燈，光學監測裝置2為光譜儀，測量光源I產生的光通過光纖11從入射孔3垂直照射到比色池10上，通過比色池10的出射光源從出射孔4經由光纖11照射到具有分光功能和光強度檢測功能的光譜儀上來測量光強的變化，反應溫度設定為100攝氏度，反應時間設定為10分鐘，比色時間設為5分鐘，反應裝置進樣通道12上的試劑種類數設定為2種，比色裝置進樣通道13上的試劑種類設定為5種。設置完成後啟動測量，通過待測水樣通道7，由控制系統控制取樣系統中的取樣泵14，取樣泵14通過定量系統中的第一定量管15上設置的用於定量的若干配對使用的第一光源16和第一光接收器17控制取三體積待測水樣，由取樣系統中的取樣泵14通過緩衝管路18抽取出來，水樣經過定量系統定量後再通過反應裝置進樣通道12的電磁閥組8閥路切換由取樣泵14通過緩衝管路18將其推入反應池9，接著取樣系統以與取待測水樣同樣的方式通過試劑通道6將酸性高錳酸鉀-過硫酸鉀混合溶液(氧化劑)定量後取入反應池9，控制系統啟動控溫程序通過加熱裝置19控制反應池9的反應溫度到100度，反應10分鐘後，結束控溫並使反應池9溫度降低到環境溫度，接著取樣系統以與取待測水樣同樣的方式通過試劑通道6將鹽酸羥氨溶液(還原劑)通過第一定量管15定量後取入反應池9，控制系統將反應結束後的反應池9中的反應液均分為三部分，取樣系統以與取待測水樣同樣的方式取其中一體積經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換進入定量系統中的比色裝置進樣通道13的第二定量管20並由第二定量管20上設置的用於定量的若干配對使用的第二光源21和第二光接收器22來控制定量後取入比色池10，接著取樣系統以與取待測水樣同樣的方式通過試劑通道6經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換將緩衝劑亞硫酸鈉溶液通過第二定量管20定量後取入比色池10，最後取樣系統通過試劑通道6經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換將顯色劑雙硫腙溶液通過第二定量管20定量後取入比色池10進行顯色反應，顯色時間5分鐘結束後選擇485nm波長的光進行吸光度測量，根據顯色前後光強度的變化便可測量出水樣中總汞的含量，此時總汞含量測定結束，控制系統控制排出比色池10中所有溶液。隨後執行同樣的程序，首先取樣系統以與取待測水樣同樣的方式將反應結束後的反應池9中的第二份一體積反應液經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換進入定量系統中的比色裝置進樣通道13的第二定量管20並由第二定量管20上設置的用於定量的若干配對使用的第二光源21和第二光接收器22來控制定量後取入比色池10，接著取樣系統以與取待測水樣同樣的方式通過試劑通道6經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換將檸檬酸ニ銨-亞硫酸鈉-鹽酸羥氨-氰化鉀混合溶液(緩衝劑、遮蔽劑)通過第二定量管20定量後取入比色池10，最後取樣系統通過試劑通道6經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換將顯色劑雙硫腙溶液通過第二定量管20定量後取入比色池10進行顯色反應，顯色時間5分鐘結束後選擇510nm波長的光進行吸光度測量，根據顯色前後光強度的變化便可測量出水樣中總鉛的含量，此時總鉛含量測定結束，控制系統控制排出比色池10中所有溶液。
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隨後執行同樣的程序，首先取樣系統以與取待測水樣同樣的方式將反應結束後的反應池9中的最後一體積反應液經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換進入定量系統中的比色裝置進樣通道13的第二定量管20並由第二定量管20上設置的用於定量的若干配對使用的第二光源21和第二光接收器22來控制定量後取入比色池10，接著取樣系統以與取待測水樣同樣的方式通過試劑通道6經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換依次將酒石酸鉀鈉溶液(緩衝溶液)、氫氧化鈉-氰化鉀混合溶液(遮蔽劑)通過第二定量管20定量後取入比色池10，最後取樣系統通過試劑通道6經比色裝置進樣通道13的電磁閥組8閥路切換將顯色劑雙硫腙溶液通過第二定量管20定量後取入比色池10進行顯色反應，顯色時間5分鐘結束後選擇518nm波長的光進行吸光度測量，根據顯色前後光強度的變化便可測量出水樣中總鎘的含量，此時總鎘含量測定結束，控制系統控制排出比色池10中所有溶液。至此，總汞、總鉛、總鎘的在線同時測定結束，取樣系統排出反應池9中所有溶液。上述的光學法測量都需要用標準溶液進行事先標定，標定過程與測量過程相同，監測裝置的標準液通道5包括第一標準液通道、第二標準液通道和第三標準液通道，然後啟動標定程序，其執行過程與測量過程相同，通過對標準液通道5內的標準液進行各個重金屬含量的測量即可實現標定過程，標定完成後會分別產生總汞、總鉛和總鎘三組校準因子，這三組校準因子在測量過程中待顯色反應結束並測量完吸光度後分別用來計算待測水樣中總鉻和總鎳的實際含量。本發明解決了現有技術無法兼顧監測成本和監測的實時效果可靠而導致的用戶ー無法根據自身水質的特點隨意選擇需要監測的重金屬因子的數量，ニ當需要監測多個待測因子時需要多臺監測儀器，成本偏高，且需要大量的空間置放，三即使一次性監測到多種重金屬的含量，其監測精度亦無法滿足國家環保局提出的汙染源水質重金屬濃度的監測要求的問題。本發明通過利用光學法通過設置能提供多個波長的光源或提供連續波長的光源的測量光源1，採用特定波長的光對比色液進行吸光度測量，產生光強度變化，使用能測量所述測量光源所提供的N種入射光的強度的光學傳感器或具有分光功能的光譜儀的光檢測裝置2測量光強度的變化以實時測量出水樣中某幾種重金屬汙染物的含量；本發明的方法可實現在一臺監測裝置上依次測定多種不同的水中重金屬物質的含量，並均可通過軟體進行事先設置，提高了測量的精準度，降低成本，大大提高了監測效率，減少了安裝多臺測量設備所需佔用的空間，並可以根據客戶需要自行選 擇監測的重金屬種類。
權利要求
1.一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，其特徵在於方法採用能提供多個波長的光源或提供連續波長的光源的測量光源；控制系統根據需要設定N個測量含量的重金屬個數，N ^ I ;設定反應溫度T、反應時間tl、比色時間t2 ;確定待測水樣、反應溶液和顯色溶液；確定電磁閥組中選用電磁閥的個數；控制系統通過取樣系統取N體積待測水樣A並置入反應裝置，控制反應溫度到設定值T ;反應時間tl後停止對反應溫度T的控制並使反應溫度T降低到環境溫度，得到反應液B ;控制系統控制取樣系統取一體積反應液B及定量的顯色溶液置入比色裝置，反應得到比色液C，顯色t2時間；採用測量光源中特定波長的光對比色液C進行吸光度測量，根據產生的光強度變化，由光學檢測裝置測量光強度變化，所述光學檢測裝置為能測量所述測量光源所提供的N種入射光的強度的光學傳感器或具有分光功能的光譜儀；控制系統測得待測水樣中特定波長的光對應的重金屬汙染物的含量後，此波長的光對應的重金屬含量測定結束；控制系統控制比色裝置排出比色液C ;重複將一體積反應液B與適當的定量顯色溶液置入比色裝置並進行另外波長的光的吸光度測量，直至所有重金屬汙染物的含量測定結束。
2.根據權利要求I所述的一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，其特徵在於若反應時間tl的反應過程需要氧化劑，則控制系統控制取樣系統將定量的氧化劑與樣本A一起置入反應裝置進入反應階段，控制反應溫度到設定值T ;反應一定時間tl後，停止對反應溫度T的控制，並使反應溫度T降低到環境溫度；控制系統控制取樣系統取定量的還原劑與上述溶液反應得到反應液B。
3.根據權利要求I所述的一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，其特徵在於所述測量光源為多波長測量光源或連續波長測量光源，所述測量光源包括分光器或所述測量光源為旋轉光源裝置；所述測量光源可以常開或在需要使用時才開啟。
4.根據權利要求I所述的一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，其特徵在於所述顯色溶液包括緩衝溶液、掩蔽劑和特性顯色劑。
5.根據權利要求I所述的一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，其特徵在於(TC 彡 T 彡 200。。。
6.根據權利要求I所述的一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，其特徵在於Os ^ tl ^ 3600s。
7.根據權利要求I所述的一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，其特徵在於Os ^ t2 ^ 3600s。
8.一種採用在線監測水體內多種重金屬含量的方法的監測裝置，其特徵在於所述監測裝置包括控制系統、取樣系統、反應裝置和比色裝置，所述控制系統和取樣系統連接，所述取樣系統通過電磁閥組與反應裝置及比色裝置連接，所述比色裝置上設有入射孔和出射孔，所述入射孔與測量光源連接，所述出射孔與光學檢測裝置連接。
9.根據權利要求8所述的一種採用在線監測水體內多種重金屬含量的方法的監測裝置，其特徵在於所述取樣系統中包括定量系統，所述定量系統包括定量裝置、反應裝置進樣通道和比色裝置進樣通道。
10.根據權利要求8所述的一種採用在線監測水體內多種重金屬含量的方法的監測裝置，其特徵在於所述反應裝置為反應池，比色裝置為比色池。
全文摘要
本發明涉及一種在線監測水體內多種重金屬含量的方法，方法採用能提供多個波長或連續波長的光源的測量光源；控制系統取樣、反應和顯色，採用測量光源中特定波長光由光學檢測裝置對比色液進行吸光度測量，所述光學檢測裝置為光學傳感器或光譜儀；控制系統測得待測水樣中特定波長的光對應的重金屬汙染物的含量後，此波長的光對應的重金屬含量測定結束；循環顯色測量直至所有重金屬汙染物的含量測定結束。本發明可實現在一臺監測裝置上依次測定多種不同水中重金屬物質的含量，並均可通過軟體設置，提高測量精準度，降低成本，大大提高監測效率，減少安裝多臺測量設備所需佔用的空間，可根據需要自行選擇監測的重金屬種類。
文檔編號G01N21/78GK102680462SQ20121015167
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月16日 優先權日2012年5月16日
發明者王磊, 蔣雪萍 申請人:王磊