تقنيات الكشف عن المعادن الثقيلة في المياه السطحية تشمل أساسا تحليل الكهروكيميائية ، التحليل الطيفي ، قياس الطيف الكتلي ، وهناك اختلافات كبيرة في الحساسية ، تفتخر ، والتكلفة ، وتطبيق المشهد . بعد تحليل مقارن من ثلاثة أبعاد : مبدأ التقنية ، والمؤشرات الأساسية ، وتطبيق المشهد .
الكهروكيميائية التكنولوجيا التحليلية ، انوديك تجريد voltammetry ( ASV )
مبدأ التقنية :
السلبية المحتملة المطبقة على سطح العمل الكهربائي ، ايونات المعادن الثقيلة ( على سبيل المثال ، الرصاص والكادميوم ) تخفيض وإثراء ، ثم عكس المسح المحتملة يمكن أن تجعل المعدن حل ، حل الحالي يتناسب طرديا مع التركيز . على سبيل المثال ، عندما يتم الكشف عن عنصر النحاس ، أيونات النحاس يتم تخفيضها إلى مادة النحاس على سطح القطب ، النحاس المؤكسدة إلى أيونات في عكس المسح الضوئي ، ذروة التيار الكهربائي يتوافق مع تركيز النحاس .
المؤشرات الأساسية :
الحساسية : الحد الأدنى من الكشف يمكن أن تصل إلى 0.1 جزء في المليون ، وهو ينطبق على تتبع التحليل .
تدخل المقاومة : من السهل أن تتأثر المواد العضوية ، يجب أن تكون جنبا إلى جنب مع الأشعة فوق البنفسجية الهضم أو الكيميائية اخفاء وكيل المعالجة .
التكلفة : تكلفة المعدات منخفضة ( حوالي 5-100 ، 000 يوان للأجهزة المحمولة ) ، ولكن المعالجة وحدة زيادة تكاليف التشغيل والصيانة .
وقت الاستجابة : اختبار واحد حوالي 5-10 دقائق ، ودعم الرصد المستمر .
تطبيق المشهد :
الكشف السريع في الموقع : على سبيل المثال ، في الوقت الحقيقي رصد محتوى الكادميوم في مياه الصرف الصحي من ميناء التفريغ من حديقة الصناعة الكيميائية ، تلقائيا تشغيل التنبيه عند تجاوز مستوى ربط معدات معالجة مياه الصرف الصحي .
رصد حالات الطوارئ : في حالة تسرب المياه من الألغام أو تسرب المواد الكيميائية ، وتحديد مصادر التلوث بسرعة .
فائدة نموذج يحتوي على مزايا قابلية قوية ، عملية بسيطة ، ومناسبة لاستخدامها من قبل إدارات حماية البيئة على مستوى القاعدة الشعبية .
مطيافية الامتصاص الذري أللهبي ( أنصار السنة ) الذري مضان الطيفي ( AFS )
مبدأ التقنية :
العاص : استخدام خاصية الامتصاص الذري الغازي على طول موجة معينة ، من خلال قياس شدة الضوء التوهين إلى استنتاج عكسي التركيز . على سبيل المثال ، عندما يتم الكشف عن النحاس ، النحاس جوفاء الكاثود مصباح تنبعث 324.8nm طيف الامتصاص الذري من النحاس ، النحاس في المياه أداة حساب المحتوى .
المؤسسة : أيونات المعادن الثقيلة تتفاعل مع الكواشف لإنتاج المواد الفلورية ، من خلال قياس كثافة مضان التحليل الكمي .
المؤشرات الأساسية :
حساسية : العاص الكشف عن الحد من حوالي 0.01-1ppm ، المؤسسة يمكن أن تصل إلى 0.001ppm . . . . . . .
المضادة للتشويش : العاص هو عرضة للتدخل من قبل عناصر الطيف التعايش ، فإنه يحتاج إلى تصحيح الخلفية التقنية . المؤسسة لديها أقوى المضادة للتدخل القدرة .
التكلفة : مختبر معدات عالية السعر ( 20-50 مليون دولار ) ، ولكن تكاليف التشغيل والصيانة منخفضة .
وقت الاستجابة : اختبار واحد حوالي 15-30 دقيقة ، ومناسبة دفعة التحليل .
تطبيق المشهد :
سلامة مياه الشرب : الكشف عن المياه الخام من محطة المياه ، ورصد المياه من المصنع ، على سبيل المثال ، مجموعة المياه في المدينة باستخدام المحمولة العاص للقيام بدوريات شهرية على شبكة أنابيب المياه ، العثور على محتوى الرصاص غير طبيعي بعد تحديد موقع الشيخوخة الأنابيب واستبدالها .
معالجة مياه الصرف الصناعي : رصد الكروم سداسي التكافؤ والنيكل في الطلاء الكهربائي وصناعة التعدين مياه الصرف الصحي ، بعد تركيب العاص على الخط في مصنع الطلاء الكهربائي ، وخفض تكلفة العلاج بنسبة 30 ٪ ، وتجنب الغرامات المفرطة .
المزايا : عالية الدقة ، والاستقرار جيدة ، ومناسبة للاستخدام في المختبرات أو محطات الرصد الثابتة .
تحليل الطيف الكتلي ( ماجستير ) تقنية : أخذ المتقارنة بالحث البلازما مطياف الكتلة ( ICP - MS ) كممثل
مبدأ التقنية :
تتبع تحليل العديد من المعادن الثقيلة التي تم الحصول عليها عن طريق البلازما عالية درجة الحرارة التأين ، جنبا إلى جنب مع نسبة كتلة تهمة الانفصال . على سبيل المثال ، عندما يتم الكشف عن البريليوم ، يتم تأين العينة لتكون ۸ ، مفصولة و عدها بواسطة مطياف الكتلة ، الكشف عن الحد الأدنى هو جزء لكل تريليون .
المؤشرات الأساسية :
حساسية : الكشف عن الحد الأقصى هو 0.001ppt ، وهو أعلى بكثير من غيرها من التقنيات .
تفتخر القدرة : يمكن تحليل أكثر من 50 أنواع من العناصر في وقت واحد ، تفتخر قدرة قوية .
التكلفة : تكلفة المعدات ( 100-300 مليون دولار ) ، والحاجة إلى تشغيل وصيانة المهنية فريق .
زمن الاستجابة : 1-2 ساعات في وقت واحد ، ومناسبة للبحث العلمي أو عالية الدقة الإشراف على المشهد .
تطبيق المشهد :
البحوث الزراعية والبيئية : ICP - MS يستخدم لرصد محتوى الكادميوم والزرنيخ في مياه الري في الأراضي الزراعية ، وتوجيه المزارعين إلى زراعة المحاصيل مع انخفاض تراكم ، والحد من المخاطر المتبقية من المعادن الثقيلة في المنتجات الزراعية .
رصد المياه السطحية : في الوقت الحقيقي رصد تركيز منخفض جدا من المعادن الثقيلة مثل البريليوم في الأنهار والبحيرات ، على سبيل المثال ، على الانترنت ICP - MS يدرك التشغيل الآلي الكامل ، فترة الصيانة تصل إلى 3 أشهر .
المزايا : متعدد العناصر متزامن الكشف عالية الدقة .
رابعا : المقارنة بين التكنولوجيا و اختيار نوع الاقتراح
نوع التقنيةحساسيةتفتخرالتكلفةتنطبق على المشهد
التحليل الكهربائيعالية ( 0.1 جزء في المليون )المعالجة المطلوبةمنخفضفي الموقع الكشف السريع والرصد في حالات الطوارئ
التحليل الطيفيمتوسط ( 0.01 جزء في المليون )مؤسسة ممتازةوسطسلامة مياه الشرب ومعالجة مياه الصرف الصناعي
تحليل الطيف الكتليارتفاع ( 0.001ppt )عاليعاليالبحث العلمي
مبدأ الاختيار :
إدارة حماية البيئة على مستوى القاعدة الشعبية : يفضل تحليل الكهروكيميائية التكنولوجيا ( على سبيل المثال ، محمولة مركبة ) ، مع مراعاة التكلفة وقابلية .
محطة معالجة مياه الصرف الصحي / محطة المياه : استخدام التحليل الطيفي ( العاص / المؤسسة ) ، والتوازن بين الدقة و تكاليف التشغيل والصيانة .
مؤسسات البحث العلمي / الإشراف : اختيار تكنولوجيا تحليل الطيف الكتلي ( ICP - MS ) لتلبية متطلبات الترا تتبع الكشف .
خامساً - الاتجاهات المستقبلية
متعددة التكنولوجيا الانصهار : مثل الجمع بين التكنولوجيا الكهروكيميائية الطيفي ، وتعزيز القدرة المضادة للتشويش .
التصغير منخفضة التكلفة : رقاقة ميكروفلويديك التكنولوجيا لتحقيق الكشف عن واحد فقط يحتاج إلى ترقية صغيرة من عينات المياه ، وتعزيز الأسرة ، في الهواء الطلق المشهد التطبيق .
منظمة العفو الدولية التنبؤ : جنبا إلى جنب مع البيانات التاريخية ومعلومات الأرصاد الجوية ، ونوعية المياه وتدهور نموذج للإنذار المبكر والتنبؤ خطر التلوث في وقت مبكر .
اختيار التكنولوجيا للكشف عن المعادن الثقيلة في المياه السطحية يجب أن تستند إلى رصد الهدف ، والميزانية ، مشهد قرار شامل ، الكهروكيميائية التحليل هو مناسبة لسرعة الفرز ، تحليل الطيف التوازن والدقة والتكلفة ، مطياف الكتلة يمثل أعلى مستوى من الدقة .