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随着环境科学研究的发展,常须检测含量低达百万分之一克(痕量级)和十亿分之一克(超痕量级)的污染物,以及研究制订出一套能适用于测定存在于大气、水体、土壤、生物体和食品中的痕量和超痕量的污染物的分析方法。加强对新的灵敏度高、选择性好而又快速的痕量和超痕量分析方法的研究,将成为今后环境分析化学的主要发展方向之一。本项目采用激光光谱分析方法,其特点是高分辨率、高灵敏度、长距离、短时间,可以实现对微量污染物的自动快速、无接触监测。
测定元素含量的方法有原子吸收、原子发射、ICP、X-荧光光谱以及化学等方法。每种方法有自己的缺陷和优点,化学方法需要花费很长时间和高技能的分析人员,原子吸收、原子发射、ICP、X-荧光光谱仪价值昂贵,且无法实现在线监测或移动监测。
激光自动快速监测仪工作波长1.06微米,辐射脉冲时间20-50纳秒,脉冲能量20-40兆焦,小型色谱仪的分辨率大于0.1纳米,通过光纤输入分析辐射信号,输出信号通过计算进行数据处理。
原理是被聚焦的激光辐射线在物体的表面,产生激光击穿火花,形成的等离子体含有待测物质的蒸汽,用多元素光检波器多色仪分析激光火花的亮度,应用计算机可以分辨出试样所含元素的谱线,用专门的软件自动识别所每个谱线所含的元素及其含量,可以检测门捷列夫化学元素周期表中90个化学元素。
激光光谱分析仪的组成:
●轻便多元素光检波器多色仪;
●光检波器和计算机连接部件;
●固体小体积脉冲激光器;
●供电部件;
●计算机
技术指标:
分析波长范围, 200—800 nm;
光谱分辩率, 0.02—0.03 nm;
灵敏度, 10-5 —10-4%(0.1-1ppm);
检测元素数量,90个;
定量分析时间,1—3分钟;
分析所需样品量,5—10毫克;
所需电压,220伏;
优点:
1. 高灵敏度。测定重金属和有害金属(As, Be, Co, Cu, Mo, Ni, Pb, Sn 等)的灵敏度为1微克/克或10-4%(1ppm);
2. 不需要预处理试样,定量分析时间不超过3分钟;
3. 不需要消耗化学纯试剂,分析成本低;
4. 与X荧光光谱仪相比较,本仪器灵敏度更高,可以分析分子量更小的元素,如Be,B,As,Al 等。
5. 可以实现车载式野外现场监测。
应用领域:
●土壤环境质量监测(可能被重金属污染的土壤):镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、 铜(Cu)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(Zn)、镍(Ni)等;
●食品安全监测(蔬菜、水果、肉类、牛奶等):镉(Cd) 、汞(Hg)、砷(As) 、铜(Cu)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(Zn)、镍(Ni) 等;
●固体废弃物、建筑材料有害重金属测定;
●高纯材料中微量元素分析;
●制药业中元素含量测定;
●冶金业无损检测;
●其它物质中元素测定。
已与俄罗斯合作开发出实验样机,并在俄罗斯有批量生产和销售。寻求中外投资商在中国产业化。