新一代水环境重金属全指标在线监测系统

基于ICP-MS的SUPEC 7010水环境重金属全指标在线监测系统

——唯一可实现地表水20项重金属指标同时监测的新一代在线监测技术

水环境重金属监测必要性

重金属污染防治是我国十三五期间各级地方政府的一项重要工作，水环境重金属监测作为评价水体达标、水环境重金属污染风险预警的重要数据来源和技术手段，在重金属污染防治工作中具有非常重要的意义。

水环境重金属在线监测现状及问题

行业内已有的水环境重金属在线监测系统通常以分光光度法、阳极溶出伏安法为方法原理，当前主要存在检测指标少、检出限高、抗干扰能力差、数据质控措施不足、集成度不高等一系列问题。

基于ICP-MS的SUPEC 7010水环境重金属全指标在线监测系统

1、 分析方法的选择

该系统依据《HJ700-2014水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法》，选择电感耦合等离子体质谱法用于水环境重金属在线监测。该方法具有如下优势：

1) 全指标同时监测：该方法是唯一可实现地表水重金属全指标（20项）监测的方法，且可以针对全指标实现同时监测；

2) 超低检出限：该方法检出限明显优于地表水重金属标准限值，完全满足地表水重金属检测限要求。

2、 分析仪器的选择

该系统选择谱育科技SUPEC 7010电感耦合等离子体质谱仪用于水环境中重金属全指标的在线监测。该仪器是谱育科技在吸收国际ICP-MS领域先进技术积累基础上，自主研制开发的一款高性能、高可靠的元素分析尖端产品。

3、 系统组成

系统总体设计如下图所示：

该系统具备自动取水、自动样品处理、自动消解、自动分析、自动质控、自动数据上传、智能监控等一系列功能。

4、 系统质控设计

系统采取如下实时质控措施：

1) 每次水样分析任务（序列）均先分析空白和标液，并建立标准曲线，以确保样品检测结果的准确性。

2) 每次进样均对内标同时进行分析，以确保在线ICP-MS仪器运行的稳定性。

3) 每次进样均对样品分析多次取平均值，以确保样品检测结果的可靠性。

新一代水环境重金属全指标在线监测系统优势

基于ICP-MS的水环境重金属全指标在线监测系统与传统重金属在线监测系统相比，具有如下优势：

比较项

传统重金属在线监测系统

★基于ICP-MS的重金属在线监测系统

仪器技术原理

化学显色+分光光度法/阳极溶出伏安法

★电感耦合等离子体质谱法

仪器配置

以单指标仪器为主，多元素通常配置多台仪器

★仅需要一台仪器即可实现所有元素监测的全覆盖

监测元素种类

铁、锰、铜、锌、六价铬等少数指标；“锑”、“铊”等特殊指标不能满足地表水监测要求

★可满足GB3838地表水重金属20项指标全覆盖（可扩展至65个元素）

检出限

1~10ppb级别

★ppt级别

抗干扰能力

弱：可与显色剂反应的其它离子、浊度干扰；与重金属元素溶出曲线特性接近的元素干扰

★强：几乎不受其它因素干扰

数据有效性

缺乏实时质控功能，数据有效性难以保障

★实时内标、实时校准零点和量程，数据有效性好

单次测量时间

一般大于30min

★所有指标（包括质控）<5min

仪器前处理

通常涉及到反应、氢化、萃取浓缩等前处理，过程复杂；系统运行稳定性低

★样品过滤后可直接进样分析，前处理简单，系统运行稳定性高

环境友好性

多种反应试剂（显色剂、催化剂）、标样，其中反应试剂多具有毒性

★通常不需要前处理反应试剂

系统集成度

系统集成度低：多台仪器集成，占地面积大；多元素监测采用多台仪器，一次投入大，总体运维成本高

★系统集成度高：仅一台仪器，占地面积小，一次投入省，总体运维成本低

水环境重金属在线监测系统管理价值