环境监测中的仪器分析

环境监测中的仪器分析（共8篇）

环境监测中的仪器分析 篇1

1 前言

我国经济的快速发展, 在一定程度上对生态环境造成了破坏, 影响了人们的生产生活质量;因此, 人们开始关注生态环境的保护, 一些不受重视的环境污染问题受到了越来越多的关注。在线仪器分析技术具有分析效率高、精确性高、灵敏度高等一系列优点, 已经成为我国生态环境监测领域中的一个重要手段。在线仪器分析技术在环境监测中的运用, 在很大程度上促进了生态环境保护工作的有效开展, 对于生态环境的改善与保护具有十分重要的意义。

2 生态环境监测中质谱联用技术的运用

质谱分析法, 实质上就是对样品进行有效处理, 将其处理为带电离子, 并且通过磁场, 根据不同的质荷比进行分离操作, 在检测器中形成一个质谱, 然后按照质谱的强度与位置进行定量分析与定性分析。质谱分析法能够单独的运用, 但是大多数都是与其它的一些仪器设备联合使用, 例如:质谱分析法与气相色谱分析法联合使用, 不仅能够充分发挥质谱分析法具备的鉴别能力, 还能够充分发挥气相色谱分析法分辨率的作用, 有利于定量鉴定与定性鉴定未知组分的多混合物, 这种方法在生态环境监测中的应用范围逐渐扩展。

3 生态环境监测中原子吸收光谱法的运用

原子吸收光谱法, 也可以将其称为原子吸收分光光度法, 主要是对样品进行气化处理, 然后通过基态原子特征谱线拥有的吸收作用对样品进行定量分析。原子吸收光谱法具有稳定性强、使用范围广、灵敏度高、抗干扰能力强以及小效率高等一系列优点, 能够对70多种元素进行检测, 主要测量样品中含有的重金属元素, 例如:铜、铅以及镉等;原子吸收光谱法主要分为两大类, 即火焰法与无火焰法。

近几年, 我国多个省市经常发生镉米事件、血铅事件等, 引起了广大人民群众对于重金属污染问题的广泛关注。我国从2009年开始全面实行重金属污染防治, 我国国务院在2011年制定并发布了《重金属污染综合防治“十二五规划”》文件, 将浙江、江苏等14个省区划分为重金属污染重点防治区域, 将有色金属冶炼、有色金属矿采选等多个行业中的上千家企业划分为重金属污染重点防治企业。固体废物、土壤、大气以及水质等一系列环境样品中含有的重金属检测, 主要应用的原子吸收光谱法。

4 生态环境监测中色谱分析法的运用

色谱分析法的分析、分离效率比较高, 它是一种高效率的生态环境监测分析法。色谱分析法, 主要是通过混合物中的流动相与固定相具有的分配系数、亲和作用以及吸附作用等多个方面的差异对化学物质进行合理的检测, 对色谱曲线进行分析之后, 不仅能够定性样品, 还能够定量分析样品。我国环境检测中经常采用的色谱分析法, 主要包括:离子色谱法、高效液相色谱法以及气相色谱法。

4.1 离子色谱法

离子色谱, 实质上就是高效液相色谱中的一个组成部分, 主要对氯、氟、硝酸根以及硫酸根等一系列阴阳离子进行分析。离子色谱是唯一一种能够同时作多组分痕量阴离子快速分析的分析方法, 非常适合分析酸雨成分, 所以在生态环境监测中的应用范围十分广泛。

4.2 高效液相色谱

高效液相色谱法, 实质上就是一种向色谱柱液体流动相施工高压, 以此分析分离液体的方法;高效液相色谱法具有灵敏度高、效率高以及速度快等一系列优点, 主要是分析与分离一些分子量大、挥发性低以及热稳定性差的有机污染物, 而这一类有机污染物在所有有机污染物中占据80%以上, 例如:微囊藻毒素、多环芳烃类等。

4.3 气相色谱法

气相色谱法在早期就已经广泛应用于我国土壤、水质以及大气等一系列环境样品的分析中, 尤其是对样品中含有的甲苯、苯等多种有机污染物的分析。就目前来看, 全球已经了解与掌握的有机化合物种类大约有300多万, 其中具备挥发性的有机化合物大约占有所有有机化合物的20%, 气相色谱法主要是对具备半挥发性、挥发性的有机化合物进行分析。我国早在1989年就已经准确确定了68种有毒污染物, 采用气相色谱法进行定量分析与定性分析的有毒污染物有58种, 主要包括:有机氯农药、苯系物以及挥发性卤代烃等一系列物质, 充分表明气相色谱法运用于生态环境监测的重要性。

5 结语

我国经济的快速发展, 人类的生产、生活对生态环境造成了巨大的影响, 污染物的数量与种类呈现快速增加的趋势, 对于在线仪器分析技术也提出了新的要求。现阶段, 质谱联用技术、原子吸收光谱以及气相色谱法在生态环境监测中的运用范围越来越广泛, 不仅提升了环境监测数据的精确性, 而且还推进了环境监测工作的开展。

参考文献

[1]向东山, 谭建华.现代仪器分析技术在环境监测中的应用[J].湖北民族学院学报 (自然科学版) , 2011 (04) .

[2]杨宏奎, 薛敏, 戈春.仪器分析在环境监测中的应用研究[J].科技创新与生产力, 2012 (03) .

[3]黄勇.现代仪器分析技术在环境监测领域中的应用[J].资源节约与环保, 2013 (10) .

环境监测中的仪器分析 篇2

1、冷凝器有时候冷凝效果不好造成进入分析仪的气体带水，在冷凝器冷凝效果好的情况下，仪表间的温度太低也是分析仪进水的一个原因，冷凝器出口的管路有三米多长，仪表间的温度低后造成出口的管路里的气体凝结成水珠进入分析仪。

2、在采样的过程中，气体中带有少量的灰尘，灰尘进入分析仪后造成内部模块脏，这个时候仪器也不能正常工作。

3、厂家2005年设计的管路在分析仪的上面，当管路中有水珠时，水珠就自上而下进入分析仪。造成分析仪进水。

4、取样管线的加热系统也一定要投运，如果发现伴热管线不热，容易造成气体中水分过多，冷凝器器的出力是一定的，就会使冷凝器出口气体带水。

5、整套系统管路容易赌，烟气采样探头滤芯使用三个月后过滤效果就不是很好，使灰尘进入管路，容易使管路堵塞。

6、仪表间的空调如果有故障的话，在冬天和夏天这也是造成分析仪进水的一个原因。现场的仪表间的温度不能太高也不能太低，在夏天仪表间温度超过30度容易使冷凝器不工作，在冬天温度太低容易使气体凝结成水。造成分析仪进水。

7、冷凝器运行时间长后缺氟利昂，需要加氟利昂。以前让修空调的拆过一个冷凝器看过，但是没有找到地方。

8、冷凝器里面的控制温度的电磁阀故障。造成冷凝器不制冷。

9、冷凝器的气体管路有脏东西，导致制冷效果不太好。

10、冷凝器的气体管路的出口接头腐蚀比较厉害，容易造成漏气。针对以上原因，和厂家商量后采取一下整改措施：

1、在更换新仪器前清洗或更换机柜中已经变脏的气路管线、部件。清洗部分被污染的流量计。对分析机柜内的气路进行必要的整改。

2、调整S710的安装位置；将S710调整到分析机柜中较高的位置处。同时调整气路控制面板的位置

3、调整露点报警器的安装位置；（调整到样气流量计的出口位置处。）

4、就是取消掉现在的两个球阀，更换为一个三通，然后PLC的程序需要修改。

5、逐部改进现所用的冷凝器，对柜内管路及冷凝器进行改造。

6、针对厂家说的他们的系统现在有所改进，我厂可以先改造一套柜内设备，看运行效果如何。

现在能把前三条的措施整改，第四条以后的措施需要厂家提供三通和需要的物资材料和改写PLC程序。管路改造附图如下。

原来设计的管路图如下：

分析仪位置改造如下：

环境监测中的仪器分析 篇3

离子色谱法属于现代高效色谱技术, 根据离子交换原理和化学反应将高电导淋洗液转换为低电导淋洗液, 提高电导器检测被分离离子的敏感度。基于离子色谱法的优点, 离子色谱法广泛用于水污染检测, 具有稳定性和高精密度性特点。

1 材料与方法

1.1水质监测仪器与条件

检测设备:具分离柱、抑制器等离子色谱仪;检测方法:电导检测;定量管:25μl, 流动相:碳酸钠溶液 (0.0024mol/L) 、碳酸氢钠溶液 (0.0031mol/L) ;流速:1.5m L/min。

1.2 样品测定方法

(1) 制备样品溶液。使用玻璃纤维滤筒采用, 采样后撕碎滤筒, 放入锥形瓶 (250m L) 内并加水100m L。锥形瓶口放置玻璃漏斗, 加热至沸腾状态后冷却30min;使用微孔滤膜过滤 (0.45μm) 过滤, 使用清水洗涤4 次锥形瓶及滤筒, 再次使用微孔滤膜过滤洗涤液, 并将两次过滤所得液体p H值调至7~9, 使用水定容至标线。将过滤液体注入离子色谱仪, 在绘制工作曲线相同条件下进行测定。

(2) 制备空白滤筒溶液。使用制备样品溶液相同的滤筒 (2个) , 撕碎后放入锥形瓶内, 采用植被样品溶液相同方法植被空白滤筒溶液, 并计算空白滤筒内硫酸根离子数量。

2 结果

2.1水质监测结果

NO3-1和SO42-工作曲线及两种物质的测定结果分别见表1和表2。

2.2 污染源监测结果

SO42-工作曲线及污染源样品实验结果分别见表3和表4。

3 讨论

3.1离子色谱法用于检测水质的效果分析

离子色谱法主要用于检测降水的水质分析, 常规检测项目较多, 如降水量、p H值、钾离子、硝酸根离子、氯离子、硫酸根离子等, 主要检测内容为阴离子分析。在应用离子色谱仪检测前, 进行阴离子分析通常需要两名或更多工作人员协同操作, 检测过程复杂, 检测工作难度大。应用离子色谱仪后, 仅需1名工作人员即可完成全部检测过程, 并且10min即可得出检测结果。不仅如此, 检测过程不形成有害废液, 对环境不构成污染, 该检测方法具有节能、简便、环保的特点。离子色谱仪在检测阴离子出峰的时间精度极高, 有研究报道离子色谱仪检测F-1、Cl-、NO3-、SO42-的出峰时间分别为4.13min、4.92min、7.11min、12.84min。由于NO3-、SO42-检测更具代表性, 本研究就NO3-、SO42-应用离子色谱仪分析的准确性进行分析。从表1和表2的测定结果看, 离子色谱仪分析NO3-、SO42-的标准曲线线性、截距和斜率均符合标准要求, 分析结果与真值极为接近, 能够满足日常工作需求。并且从操作过程可以看出, 检测过程简便、快捷, 对环境也不构成污染威胁。

3.2 离子色谱法监测污染源的效果分析

由于日常工作分析的水样品不够清洁, 很多分析工作可能涉及污染源样品。对于污染水样品, 污染源不同, 污染产生的中也不同, 并导致水样品的特性差异较多, 因而污染源样品的浓度通常较高, 成分较为复杂。根据污染源样品的特点, 通过离子色谱仪分析污染源样品水质特点, 可对污染源进行有效监测。根据本研究以硫酸雾样品为例, 并根据《空气和废弃检测方法 (》第四版) 中离子色谱法

测定硫酸雾样品的相关内容, 对某污染源企业排放的硫酸雾进行检测, 对硫酸雾样品进行分析。研究结果显示, 离子色谱仪检测硫酸雾样品的准确度和精密度均较高, 可在检测污染源中发挥重要作用。

综上所述, 离子色谱分析技术具有稳定性好、重现性高以及高密度的有点, 在环境监测中应用广泛, 应用离子色谱法检测污染源前需要对样品进行预处理, 保证分析结果的精确性。

参考文献

[1]叶昭艳, 严辉, 杨燕敏, 等.现代仪器分析在环境无机分析化学中的应用与发展[J].化学工程与装备, 2011, 4:121-122+135.

[2]邢雅琴.现代仪器分析在环境无机分析化学中的应用探讨[J].中国高新技术企业, 2015, 31:93-95.

环境监测分析仪器的发展 篇4

1 环境监测仪器的发展过程

1.1 大气环境监测仪器

上个世纪80年代, 大气环境监测仪器, 常规监测项目为二氧化硫和氮氧化合物通常使用KB-6A微型采样器进行标本采集。TSP样品收集使用吸收泵及吸收装置。二氧化硫, 氮氧化物实验室使用7220和7230分光光度计。TSP实验室使用TG328A型全机械称重天平。对于烟气监测仪器只具有粉尘收集功能, 而且体积大, 性能差, 携带不便。监测数据处理只可用小型计算器。到了90年代常规项目二氧化硫, 氮氧化物, TSP样品收集, 使用KC-6120型大气综合采样器。能自动控制采样时间进行采样。样品的实验室分析用可见分光光度计 (VIS-7220型) 和MA110电子分析天平。烟气监测仪表使用3012型, 它由电脑控制操作并进行数据处理。到了2000年代, 常规项目二氧化硫, 氮氧化物, TSP样品收集广泛使用KC-6210型大气综合采样器。24小时恒定的大气自动采样。在城市建立空气自动监测控制中心, 均安装大型进口设备TOC4100型大气监测仪, 对大气中的二氧化硫, 氮氧化物, 可吸入颗粒物, 臭氧, 湿度, 温度, 气压进行在线监测, 以确保每天城市空气质量的需求。

1.2 水环境监测仪器

在上个世纪80年代环境水样采集, 使用铁皮桶和塑料桶。化学分析实验使用玻璃器皿运用目示比色分析, 1980年分光光度法使用一个简单的频谱分析仪7220, 7230分光光度计。实验室比色项目有挥发酚、硝酸盐、亚硝酸盐、六价铬、氨等。重量分析利用TG328A机械天平和HJTP-BS-TPT-2型小天平。到了90年代, 环境水样采集采用液压采样器, 现场监测用测量水流量计。实验室增加大型光谱和色谱分析仪器, 这款仪器比起以前的仪器具有的重大突破, 其特点为误差小, 精度高, 性能稳定。到了2000年后, 环境水样采集使用SBC水质等比例采样器, 现场监测采用进口多普乐流量计。实验室样品分析仪在原来基础上引用光谱分析仪器, 它能准确而且大批量进行实验分析。监测数据处理分析仪器配备多台计算机自动处理机, 由电脑自动处理监测数据, 并且有专用软件处理监测数据。

1.3 声环境监测的仪器

在上世纪80年代, 我国只有指针式噪声仪, 只能测到部分项目, 噪声监测数据需用计算器进行处理。到了90年代, 我国采用HS6220型噪声分析仪, 在采样的同时, 其内部的微型电脑处理系统直接计算并打印出平均声级、统计声级、等效声级、最大声级、最小声级等测量数据。到21世纪, AWA6218型噪声统计分析仪具有24小时自动监控功能、统计分析、积分功能和时间计权及频率计权功能。监控数据可以与计算机连接并可以随时查看。

2 环境监测仪器存在的问题

2.1 自动化程度低

在国外大多数仪器都配备了电脑, 自动化程度很高。虽然我国自动化仪表也已经起步, 但是与其他欧美国家的差距还是很大的。由于科研经费较少, 技术实力较弱, 所以中国目前所使用的仪器和技术手法仅仅相当于国外七八十年代的水平。

2.2 灵敏性差

到国外仪器研究开发和生产合为一体, 研究成果迅速反映给市场, 销售市场迅速反馈给生产企业。生产企业依据反馈能够对产品进行快速的更新换代。而我们的研究和生产脱节, 导致产品多年不变。这也就造成了监测仪器的灵敏性的大大降低。

3 环境监测仪器的发展的几点建议

3.1 国家对分析仪器发展应给予重点支持

科学分析仪器是世界贸易组织确定的六大信息产业之一。科学分析仪器行业的整体技术水平也是一个国家综合国力的标志。中国的环境监测分析仪器的主要生产企业大多有沉重的负担, 携带原有的系统, 又没有独立的研发和技改资金。建议在国家发展计划中, 特别要在环境监测与分析仪器方面, 作为重点发展的产品, 在政策, 研究和开发成本方面, 给予重点支持。

4 结语

以上就是本人对我国环境监测分析仪器的发展做的简要分析, 意在找到我国环境监测分析仪器的现状, 并提出一些合理化建议, 希望起到抛砖引玉的作用, 促进我国环境监测分析仪器的重大创新突破。由此提高我国环境监测分析的准确性及高效性, 切实为我国的环境监测做出一些贡献。

参考文献

[1]陈亚林.境监测站长培训教材[M].北京:国家环保局, 2008.

[2]吴邦勇.境监测综合技术概论[M].北京:中国环境科学出版社, 2008.

[3]吴邦灿.境监测质量管理[M].北京:中国环境科学出版社, 2009.

[4]谢红霞, 胡勤海.突发性环境污染事故应急预警系统发展探讨汇[J].环境污染与防治, 2.M, 26 (l) :44-45.

环境监测中的仪器分析 篇5

1 应急监测技术的基本要求

环境应急监测技术主要是用于对一些突发污染事件的处理, 事故发生前可以起到预防的作用, 发生过程中可以起到报警的作用, 事后可以起到检测减少损失的作用。突发环境事故发生以后需要进行快速的监测, 确定出污染源、污染物的性质、中心区的污染浓度等, 对这些因素确定的及时与否, 可以为后期治理工作的开展赢得宝贵的时间, 防止污染范围的不断扩大, 减少污染现象带来的损失, 但是对其监测的数据只可以起到定性的作用, 但是不可以完全相信数据的准确性, 所以在对事故进行处置的过程中, 必须要确保监测数据具有可比性, 可以更好地判断处置的效果, 而生态环境在恢复过程中对监测数据的要求也是比较高的。

2 现场监测仪器的种类

现场监测仪器主要分为:车载的形式、便携式的和一些小型的设备。车载形式的监测仪器对精密性的要求比较高, 体积和质量也会比便携式的大。简易速测组件如比色计、显色比色管、比色纸、气体检测管等, 现场人员利用简单的化学反应监测相应的项目。近年来发达国家用于检测生物毒性或有毒物质监测的酶联免疫吸附测定法 (ELISA) 、聚合酶链式反应 (PCR) 以及ATP监测仪器等也可用于现场监测。

3 现场检测仪器的应用

3.1 样品制备

在进行样品制备的过程中也离不开对现场监测仪器的使用。而且对设备精准度的要求也比较高, 但是在采样、制样的过程中设备在配置上显示出严重的不足, 在提取的样品中, 很多都只是单纯地进行提取、溶解然后再借助仪器来进行监测工作, 比如:如果所提取的样品是固态的, 就可以通过快速溶剂萃取的方法来进行监测, 用GC-MS或GC-ECD、GC-PID测定。

如果在对仪器进行泥土中的重金属进行测量时, 也必须要溶解之后才能进行相应的测定工作;如果提取的水样是受到氯化物或者是苯类的污染, 也必须要提前进行分解, 然后测定的过程中可以使用顶空法来进行处理。

在对点位的布设和样品采集的过程中, 也和监测数据的准确性有着密切的关系, 但是样品的制备对监测数据的影响也比较大, 所以在进行采样、样品处理的过程中, 要发挥好现场监测仪器的优势作用。

3.2 有机污染物的分析

在应急监测的过程中, 要加强对水、空气和土壤中的有机挥发物质和半挥发物质的监测, 使用便携式的设备来进行, 可以更加方便和快捷, 对有机挥发性物质的分析也更加的准确, 在事故现场提取样品时, 可以通过注射用的针管来提取样品, 然后进行相应的测定。目前在处理突发性污染事件中, 对便携设备的使用越来越多, 特别是石油等化工燃料的泄露, 都需要通过便携设备来对污染物进行监测, 它可以快速地实现对污染物的定性、定量以及污染程度的分析。在这一过程中必须要加强对多环芳烃的监测, 所以必须要通过固相萃取的方法来进行, 然后借助色谱技术来进行相关的测定。

3.3 无机污染物分析

在对金属或者是类金属的污染现象进行测定时, 可选择的监测手段比较多, 可以用点样法先对液态的样品进行测定, 但是这样的方法在灵敏度上难以得到保障, 只可以实现对铅银汞等金属的测定, 但是其在处理突发污染事故中的优势作用也是比较明显的。

利用适当的显色体系如双硫腙、5-Br-PADAP、DDTC、APDC等在不同的p H条件下, 可络合并使不同金属离子显色, 用简易的分光比色即可定量测定, 但要注意共存离子干扰的隐蔽。阳极溶出法测定水样中的铅、镉效果很好, 也可用于铜、锌、砷、铬、汞、锑等的测定, 检测范围可从几个×10-9到几百×10-6。使用这种方法来进行测定工作, 可以确保对金属离子的测定结果更加准确, 而且该仪器的灵敏度也是比较高的, 但是必须要加强对空白部分的控制, 而且抗干扰能力也很强, 在测定重金属方面有着极大的使用价值。

3.4 综合指标

在一些突发性的环境污染事故中, 很少有对明确目标进行污染物的监测, 基本上都是对一些位置的有着是有毒性污染物的监测, 在进行监测的过程中需要一个时间, 这样的情况下进行监测工作对一些监测的指标就有着明确的要求, 可以把监测得到的数据通过对比的方式来进行反复的论证。

通过利用光谱吸收的原理, 可以实现对水质参数的监测, 其可以同时实现在线监测和原位的监测, 这一原理具有灵敏、简单的特点, 其在发展过程中, 原位检测器的体积越来越小, 已经出现了很多便携式的设备, 所以在水质参数测定中的应用越来越多。

4 结束语

现场监测仪器在处理突发性的污染事故时, 可以在第一时间提供现场的数据信息, 对突发性污染事件的种类、性质以及范围等进行快速的分析, 这样就可以为采取补救措施赢得宝贵的时间, 所以必须要加强对样品的重视, 保证样品检测结果的准确性对于减轻事故的影响有着重要的作用。

摘要：现场监测仪器主要是用来处理一些突发性的污染事故和一些应急的环境监测事故, 在处理这些事件时, 现场检测仪器可以为其提供强有力的治理支持, 可以快速地对污染的现象进行分析, 为采取补救措施赢得更多宝贵的时间。笔者通过对现场监测的仪器进行分析, 提出其在环境应急监测中的应用, 仅供参考。

关键词：现场监测仪器,环境应急监测,应用

参考文献

[1]魏康林, 温志渝, 武新, 等.基于紫外-可见光谱分析的水质监测技术研究进展[J].光谱学与光谱分析, 2011, 31 (4) :1 074-1 077.

环境监测中的仪器分析 篇6

1仪器设备管理中存在的问题

1.1各地区环境监测能力建设水平区别较大

随着生态环境的恶化,许多人已经意识到环境保护的重要性。为了更好地开展环境保护工作,各个地区的环境保护部门会加大对环境检测能力的建设力度。各级环境监测站的监测能力建设所需的资金主要来自标准化建设专项经费和排污费。各个地区的环境状态不一样,环保部门对环境监测的重视程度也有区别,即使部分地区的环境破坏程度比较大,环保部门对环境监测的重视度也高,但是,由于经济条件比较差,相关部门在监测能力建设的投入上并不是很明显。尤其是在经济发达的东部地区,在环境监测仪器上的投入比较大,环保部门配备的仪器设备比较先进,工作人员的技术素质普遍较高。对于经济条件较为薄弱的西部地区,环保部门对环境监测的投入严重不足,相对应的环境监测能力普遍较弱。对于环境监测仪器较为落后的地区来说,只能进行常规的几项环境监测工作,对于一些突发性的环境污染事故,无法立即做出判断处理,进而影响了整个环境保护工作的进程。

1.2盲目购买监测仪器,仪器利用率较低

为了提升监测站的监测能力和工作效率,也为了获取更多精密、准确的环境数据,为执行环境决策和开展环境管理工作提供更加充分的理论依据,满足工作任务的要求,基层监测站会向环保部门申请购买先进监测仪器,而环保部门并没有考察实际情况就批准其购买设备。从实际情况来看,部分监测站并没有考虑到自己的实际情况,部分设备根本不需要购置,只需要在原有设备的基础上稍加改进就可以使用。但是,工作人员为了追求机器的先进性,盲目购买,导致仪器闲置。除此之外,由于工作人员不是十分了解环境监测仪器的情况,收集到关于产品的信息量过少,在购买监测仪器时,没有把好产品的质量关,最后买入一些质量比较差、没有售后服务的仪器,使得监测仪器早早报废,浪费了国家在环境监测方面的投资。

1.3环境监测仪器维护保养环节薄弱

由于一些环境监测站缺少资金的投入,在仪器维护保养环节偷工减料,大大缩短了监测仪器的使用寿命。监测站在购置新型的监测仪器后,生产厂家会对仪器的操作人员进行专业培训。由于工作人员的个人素质、修养有待提高,在培训期间,他们眼高手低,不认真对待工作,没有熟练掌握仪器的系统知识,只是掌握了简单的机械操作。在后期的仪器检修、维护、保养过程中,由于操作人员对仪器的构造原理比较陌生,当仪器发生简单的故障时,操作人员不能及时处理,导致仪器的工作状态欠佳。部分操作人员会由于自己的错误操作、不合理的保养方式影响仪器的使用性能,使其过早地被淘汰。

1.4针对技术管理人员的培训比较少

技术管理人员在操作仪器设备时是否规范会在一定程度上影响仪器的性能。当前的环境监测部门并没有开展较多针对技术管理人员的技能培训,技术管理人员互相之间不能够及时交流。当仪器设备发生故障时,他们将维修希望都寄托在个人能力较强、维修经验较为丰富的技术人员身上。在工作过程中,如果技术管理人员一时疏忽,就会对仪器造成更大的影响,这对监测站来说是得不偿失的。

2环境监测仪器设备管理的建议

2.1拓宽资金投入渠道,平衡环境监测能力

针对当前我国环境监测站环境监测资金投入不足的情况,我国环保部门需要不断拓宽资金投入渠道,争取每个监测站的环境监测仪器都符合国家的标准。环境监测仪器的资金投入不能够单单依靠政府扶持,环保部门还需要号召社会各界人士为环境监测工作贡献自己的力量。由于各个地区的经济状况不一样,环保部门需要根据监测站的实际情况来投入资金,使各个地区的环境监测能力相对平衡,从而更好地开展环境监测、环境决策和环境管理工作。

2.2合理购置仪器,提高监测仪器使用率

为了提高各个监测站的工作效率,满足监测任务的需要,环保部门要设立专项资金,指派专业的工作人员去购买环境监测仪器。当监测站想要购买仪器时,需先向环保部门提出书面申请,经过环保部门专人现场调查之后才能够批准,并且派遣专业技术人员去购买,监测站不得盲目购置。对于一些大型的环境监测站,如果要淘汰环境监测仪器,也需要专门的技术人员检查。对于可以继续使用的监测仪器,可以免费发放给小型环境监测站,以提高监测仪器的使用率。除此之外,对于环境监测部门,环境监测中使用的化学分子分析仪器与医疗中心使用的仪器、设备基本形同,因此,政府部门要发挥其职能,加强医疗中心与环境监测部门之间的联系,减少不必要的仪器投入,两个部门共同使用1台仪器,以提高仪器的使用率,尽可能避免仪器闲置的情况发生。

2.3加强对仪器使用期间的维护保养

环境监测仪器同样属于机械设备,它有自己的使用寿命。为了在使用期间保证仪器的性能不发生变化,做好仪器的维护保养工作是重中之重。在接受仪器专业知识培训时,技术管理人员一定要认真对待,熟练掌握仪器的构造原理。在维修保养的过程中,操作要标准、规范,如果仪器设备发生异常时,检修人员要认真维修,找到设备故障的真正原因,不得让仪器带“病”工作,影响设备的性能,缩短其使用寿命。

2.4完善仪器设备管理制度

由于管理制度的不完善,仪器设备的管理责任无法划清,仪器管理工作的难度就会增加。为了提高监测站的工作效率,保质保量地完成环境监测任务,环保部门需要不断完善仪器设备的管理制度。在制度的约束下,管理工作人员能够认清自己的责任,做好自己的本职工作,为环境监测工作的顺利进行提供保障。

3结束语

加强环境监测仪器设备的管理,使其更好地发挥作用,是实现科学监测的需要。只有不断强化对仪器设备的管理,才能更好地开展环境监测工作,创造更好的环境效益,为环境保护提供更多的数据。笔者简要分析了当前我国环境监测仪器设备的管理现状,找出其中存在的问题,并结合笔者多年的工作经验,提出了能够提高仪器设备管理工作有效性的措施,从而为现实中的仪器管理工作提供理论依据。以上均为笔者的个人观点,希望各位同行能够提出具有指导性的意见和建议。

参考文献

[1]丁耀伟.关于加强环境监测仪器管理若干问题的探讨[J].现代科学仪器,1999(Z1):38-41.

[2]徐玉宏.环境监测仪器设备管理的探究[J].环境与可持续发展,2005(3):54-56.

自动化仪器在水质监测中的应用 篇7

自动进样器在实验室广泛应用, 例如意大利DANI公司生产的气相色谱仪配套自动顶空进样器, 可以自动设置平衡时间、平衡温度、样品平衡次序、是否振摇等技术参数, 最后自动进样, 但是在在《地表水环境质量标准》中并没有反应出来自动顶空进样器的应用, 采用的仍然是手工设置平衡时间、平衡温度等参数, 这样一方面造成了人力物力的浪费, 另一方面手工操作容易造成人为误差, 影响了实验结果, 还会造成应用标准的混乱。

自动进样器在离子色谱中也得到了广泛的应用, 以青岛盛瀚色谱仪器公司生产的CHI-200型号的离子色谱仪为例, 仪器配置的自动进样器圆盘分成10个区, 每个区有7个位, 可以放置7个样品, 前5个区放置的样品用来测定阴离子, 后5个区放置的样品用来测定阳离子, 化验员只需要在软件设置上输入样品数量、起止样品序号、测定时间等参数, 就可以去干其他工作了, 等到了一定的时间, 回来处理一下数据, 求出实验结果就可以了。

而老式离子色谱仪需要化验员用注射器手工取样、进样, 并且每次进样只能做一个样品, 等到第一个样品做完才可以做第二个样品, 近年来随着国家对环境保护的日益重视, 各地对于环境保护的要求越来越高, 要求环境监测行业检验的样品数量越来越多, 显然老的离子色谱仪不能适应日益繁重的检测任务, 所以带有自动进样器的新款离子色谱仪更加适应环境监测的需要。

自动进样器在Smartchem-140间断式化学分析仪中也得到了广泛的应用, Smartchem-140间断式化学分析仪设计用于环境实验室, 是第2代间断式化学分析仪, 它采用目前世界上最先进的第二代全自动间断化学分析技术, 吸光率反应终点采取了比色管直读式, 样品与试剂在独立的比色管中反应、比色, 用比色管代替了第一代间断化学分析仪中的反应管+流通池, 减少了第一代流通技术由于使用流通池而产生基线漂移的可能性, 完全做到间断分析, 是目前市场上唯一可做到在无人看管情况下一次性可测定64个样品的9个参数的间断化学分析仪。

2 多样化检测器的应用

以气相色谱仪为例, 目前市场上的气相色谱仪检测器种类丰富, 有热导检测器 (TCD) , 用于常量、半微量分析, 对于有机、无机物均有响应;电子捕获检测器 (ECD) , 用于有机氯农药残留分析;硫磷检测器 (FPD) 用于有机磷、硫化物的微量分析;氮磷检测器 (NPD) 用于有机磷、含氮化合物的微量分析;氢火焰离子化检测器 (FID) 用于微量有机物分析;光离子化检测器 (PID) 用于对有毒有害物质的痕量分析;催化燃烧检测器 (CCD) 用于对可燃性气体及化合物的微量分析。

根据具体检测项目, 用户可以自行挑选所需的检测器种类, 以达到准确测定化合物的目的。

3 多种监测手段的应用

随着检测手段的日益丰富, 对于同种化学物质, 我们可以有不同的检测手段, 可以用传统的分析方法, 也可以用先进的现代方法, 例如测定溶解氧, 传统方法是碘量法, 耗时耗力, 现在可以用电极法, 只需要携带便携式溶解氧仪到现场, 就可以现场测定得出结果, 这样避免了水样在运输过程中溶解氧的损耗, 结果更准确。

对于溴氰菊酯的测定, 可以用气相色谱法、也可以用液相色谱法, 我们一般用俩种方法同时做, 这样可以最大限度的保证测试结果的准确度。

挥发酚、氰化物等项目的测定, 可以用传统的方法来做, 也可以选用流动注射分析仪、间断化学分析仪等大型仪器来做, 我们可以根据所做的样品数量来选择, 如果样品数量少, 就用传统方法, 因为大型仪器一般都需要开机预热等一系列准备工作, 更适合于做大批量的样品, 而如果样品数量多, 就用大型仪器做, 避免了繁琐的手工操作。

4 便携式高精仪器的应用

以便携式气质联用仪为例, 便携式气相色谱一质谱联用仪将气相色谱的高分辨能力和质谱检测器的定性能力二者相结合, 为迄今国际上对挥发性有机物最有效和可靠的监测手段之一。便携式气质联用仪 (便携式GC/MS) 一般由气相色谱仪和质谱仪、载气和内部标准气体瓶、高真空泵及控制电子件、电池、键盘、显示器和探头组成, 便携式GC/MS可以实现直接进样, 完全适合在现场工作, 在应急监测工作中具有极大的优越性, 我国环境监测领域一般采用国外进口的比较多。

5 结论

总之, 随着科技的飞速发展, 各类高精分析仪器如雨后春笋般崛起, 在环境监测领域大放异彩, 将劳动者从繁琐的手工操作中解放出来, 是人类社会继农业文明、工业文明以来的又一大进步, 正确使用合适的检测方法, 结合实际情况与使用者的经验, 可对水质实行快速、准确的监测, 可确保监测结果的科学性与监测成本的经济性。

摘要：随着科技的发展, 监测仪器的自动化程度越来越高, 节省了大量的人力和物力, 降低了分析成本, 并且测定速度快, 灵敏度高, 可以满足环境监测工作日益繁重的批量分析样品的需要, 是分析化学领域内的突破与创新, 本文以实验中碰到的几个例子来加以说明。

环境监测中的仪器分析 篇8

关键词：煤矿,监测系统,网络化虚拟仪器,LabVIEW,CAN总线

0 引言

我国现有煤矿监测系统在监测信息传输过程中存在很多问题,如:网络结构与通信方式不规范,每种系统都需要建立自己的网络,通信资源利用率低下;传输速率低;缺乏统一的通信协议及信息交换标准,系统与分站的相互兼容成为系统联网的制约因素。随着煤矿开采规模的扩大,自动化开采程度的不断提高,对煤矿监测系统的功能要求也越来越高。所以,建立安全高效的网络化煤矿监测系统,实现监测信息实时、正确的传输与处理,对异常情况做出及时判断与反应,是煤矿监控技术发展的必然趋势。

随着计算机技术和通信技术的发展,测控网络获得了突破性的发展,通过利用网络技术组建远程监测系统,使信息采集、传输和处理一体化成为了可能。网络化虚拟仪器是当今测控领域发展的主要方向和研究内容。而现场总线技术则给测控领域带来了一场革命,它使过程控制领域的自动化装置由DCS(集散控制系统)向FCS(现场总线控制系统)过渡,也同时给煤矿监控技术的跳跃式发展带来了极好的机遇。

因此,笔者提出在矿井瓦斯安全监测系统中应用现场总线技术及虚拟仪器技术组建矿井环境监测网络:利用现场总线技术统一系统的通信规范,实现信息的快速传输;采用虚拟仪器技术进行信息的采集处理及网络形式的架构。

1 基于现场总线技术的监测网络

针对煤矿的特殊条件,井下现场总线网络系统采用两级结构,一级主干网下接一级低速(设备级)现场总线网:主干网用于传输全部检测数据及各种多媒体信息;现场总线网可以独立操作,实现报警、断电等功能,并将检测信息向上传输。

本系统中,CAN现场总线监测网络主要由PC机、CAN接口卡、中继器和智能节点等组成,如图1所示。根据巷道分布情况,布置多个自行研制的CAN智能检测节点,分别位于大巷、顺槽、综采工作面和连采掘进工作面等地,按照《煤矿安全规范》中的技术要求进行装配。CAN智能检测节点是以AT89C52为核心的智能传感器,其主要功能是完成井下环境参数(如瓦斯浓度、温度、风速、一氧化碳、二氧化硫以及设备运行状态等)的检测,通信模块由独立的CAN控制器SJA1000、CAN总线收发器82C250组成。命令由上位机经过CAN总线传输到监测分站及每个现场智能检测节点。中继器的作用是解决CAN总线远距离通信问题,增加复杂监测系统中监测节点的数量。美国NI公司为4种主流的测控总线提供了PC接口板卡以及相应的配置管理软件,其中包括PCI、PCMCIA 等各种接口形式的CAN 卡,所以系统采用CAN接口卡实现监测数据的转换与传输。井下监测分站的采集数据经过主干网传输到井上中心站,由CAN接口模块接入PC机数采机箱。NI公司还为CAN接口卡提供了封装的API函数,在编程环境中可以直接调用NI-CAN 的子函数,实现与CAN总线的通信。

2 中心站网络化虚拟仪器的实现

现代化测控系统的发展趋势之一是将虚拟仪器(Virtual Instrument,简称VI)和网络技术结合,以PC机和工作站为基础,构成网络化监测系统,提高监测水平和效率,实现监测信息及资源共享。

本系统中,地面中心站虚拟仪器的功能分为2个部分:(1) 采用NI公司的图形化开发环境LabVIEW,通过SCXI前端信号调理设备以及多个组合机箱,实现井下监测数据的处理分析、显示测量参数、数据报表、数据存储、故障统计和报表报告打印等功能;(2) 利用LabVIEW强大的网络支持功能,实现局域网络终端与中心站之间实时通信和实时数据查询。

2.1 监测信息网络化传输的实现

LabVIEW是一种基于图形化编程语言的虚拟仪器软件开发工具,为快速开发专业级测量系统提供了各种函数库、附加模块和工具包,能够很方便地配合硬件设备,实现完全的数据采集、记录和表示,同时支持网络测量,利用其本身包含的标准网络技术,实现网络化的虚拟仪器。

监测信息网络采用B/S(浏览器/服务器)模式,应用测量服务器/浏览器技术建立监测网络系统,网络化虚拟仪器拓扑结构如图2所示。

井下监测信息经过CAN总线传输到测量服务器,由虚拟仪器软件对多传感器信息进行信息融合处理,得到对井下状态的估计与判断。

在测量服务器上,通过LabVIEW编程环境,采用数据分析处理函数实现基于神经网络技术的多传感器信息融合处理。监测结果可以各种方式(如图形、表格等)显示在计算机屏幕上,并按时存储,以供调用。

2.2 基于虚拟仪器的信息共享网络

系统中,虚拟仪器的网络化采用DataSocket技术实现。DataSocket是NI公司提供的一种网络测控系统开发工具,基于TCP/IP协议,支持本地文件I/O操作、HTTP文件传输、实时数据共享,并为底层通信提供统一的API编程接口。DataSocket具有使用方便、编程工作量少、不需了解底层操作过程等优点,适合于远程数据采集、监控和数据共享等应用程序的开发。在测量服务器上建立DataSocket服务器,利用DSTP(DataSocket Transfer Protocol)协议传输实时数据。

井下监测信息经过CAN总线传输到测量服务器,客户端只需安装1个浏览器,就可以利用URL(Uniform Resource Locator,统一资源定位器)访问服务器端的数据源,远程监视井下分站测点的数据变化情况,实现信息共享。而且在客户端能够对监测数据进行实时控制或信息反馈。

采用ActiveX技术在LabVIEW中编制用户浏览器,进行DataSocket连接设置,用读操作从测量服务器端获取数据,然后对数据进行解析,恢复为原始信息。技术人员及管理人员就可以获得测量服务器上的监测数据。通过DataSocket及ActiveX的交互机制,实现反馈功能。

基于LabVIEW开发环境的灵活性,系统的适应面很广,只需开发不同的驱动程序和简单改动程序,就可以应用到各种类型的煤矿中。系统中对各种监测数据进行信息融合,据被监测地点的多传感器环境参数,进行有效的危险性判别、分析和提出专家决策方案。软件设计人性化,提供完备的安全监测与安全信息管理和监管功能,监测数据库实时更新,并能动态浏览。图3为用LabVIEW编制的井下历史监测数据曲线,界面友好,操作简便,并能够通过网络进行浏览。

3 结语

煤矿安全监控系统是煤矿安全生产的主要保障。本文针对当前我国煤矿安全生产的形式,结合实际情况及发展状况,提出采用网络化虚拟仪器、利用现场总线技术,对煤矿监测系统进行改造,在降低系统开发和维护成本的同时,提高了煤矿监测系统的现代化水平。在实验室局域网测试中,证明该系统能够有效提高监测效果,实现实时数据共享,符合测控系统网络化的主流发展方向,具有广泛的应用前景。

参考文献

[1]成继勋,孟祥忠.煤矿用现场总线标准的研究[J].煤炭学报,2001,26(6):657~661.

[2]陈实,查美生.虚拟仪器的网络化测控系统[J].电力建设,2002,23(5):59~61.

[3]温江涛,孙洁娣.虚拟仪器网络化测量系统的设计与实现[J].自动化与仪表,2003(5):32~34.