3.3化學需氧量(COD)分析儀
COD在線自動分析儀的主要技術原理有六種:
(1)重鉻酸鉀消解-光度測量法;
(2)重鉻酸鉀消解-庫侖滴定法;
(3)重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法;
(4)UV計(254nm);
(5)氫氧基及臭氧(混和氧化劑)氧化-電化學測量法;
(6)臭氧氧化-電化學測量法。
從原理上講,方法(3)更接近國標方法,方法(2)也是推薦的統一方法。方法(1)在快速COD測定儀器上已經采用。方法(5)和方法(6)雖然不屬于國標或推薦方法,但鑒于其所具有的運行可等特點,在實際應用中,只需將其分析結果與國標方法進行比對試驗并進行適當的校正后,即可予以認可。但方法(4)用于表片水質COD,雖然在日本已得到較廣泛的應用,但歐美各國尚未應用(未得到行政主客部門的認可),在我國尚需開展相關的研究。
從分析性能上講,在線COD儀的測量范圍一般在10(或30)~2000mg/l,因此,目前的在線COD儀僅能滿足污染源在線自動監測的需要,難以應用于地表水的自動監測。另外,與采用電化學原理的儀器相比,采用消解-氧化還原滴定法、消解-光度法的儀器的分周期一般更長一些(10min~2h),前者一般為2~8min.
從儀器結構上講, 采用電化學原理或UV計的在線COD儀的一般比采用消解-氧化還原滴定法、消解-光度法的儀器結構簡單,并且由于前者的進樣及試劑加入系統簡便(泵、管更少),所以不僅在操作上更方便,而且其運行可*性也更好。
從維護的難易程度上講, 由于消解-氧化還原滴定法、消解-光度法所采用的試劑種類較多,泵管系統較復雜,因此在試劑的更換以及泵管的更換維護方面較煩瑣,維護周期比采用電化學原理的儀器要短,維護工作量大。
從對環境的影響方面講,重鉻酸鉀消解-氧化還原滴定法(或光度法、或庫侖滴定法)均有鉻、汞的二次污染問題,廢液需要特別的處理。而UV計法和電化學法(不包括庫侖滴定法)則不存在此類問題。
3.4高錳酸鹽指數分析儀
高錳酸鹽指數在線自動分析儀的主要技術原理有三種:
(1)高錳酸鹽氧化-化學測量法;
(2)高錳酸鹽氧化-電流/電位滴定法;
(3)UV計法(與在線COD儀類似)。
從原理上講,方法(1)和方法(2)并無本質的區別(只是終點指示方式的差異而已),在歐美和日本等國是法定方法,與我國的標準方法也是一致的。將方法(3)用于表征水質高錳酸鹽指數的方法,在日本已得到較廣泛的應用,但在我國尚未推廣應用,也未得到行政主客部門的認可。
從分析性能上講,目前的高錳酸鹽指數在線自動分析儀已能夠滿足地表水在線自動監測的需要。另外,與彩和化學方法的儀器相比,采用氧化還原滴定法的儀器的分析周期一般更長一些(2h),前者一般為15~60min.
從儀器結構上講,兩種儀器的結構均比較復雜。
3.5總有機碳(TOC)分析儀
TOC自動分析儀在歐美、日本和澳大利亞等國的應用較廣泛,其主要技術原理有四種:
(1)(催化)燃燒氧化-非分散紅外光度法(NDIR法);
(2)UV催化-過硫酸鹽氧化-NDIR法;
(3)UV-過硫酸鹽氧化-離子選擇電極法(ISE)法;
(4)加熱-過硫酸鹽氧化-NDIR法;
(5)UV-TOC分析計法。
從原理上講,方示(1)更接近國標方法,但方法(2)~方法(4)在歐美等國也是法定方法。將方法(5)用于表征水質TOC,雖然在日本已得到較廣泛的應用,但在歐美各國尚未得到行政主管部門的認可。
從分析性能上講,目前的在線TOC儀完全能夠滿足污染源在線自動監測的需要,并且由于其檢測限較低,應用于地表水的自動監測也是可行的。另外,在線TOC儀的分析周期一般較短(3~10min)。
從儀器結構上講,除了增加無機碳去除單元外,各類在線TOC儀的結構一般比在線COD儀簡單一些。
3.6氨氮和總氮分析儀
氨氮在線自動分析儀的技術原理主要有三種:
(1)氨氣敏電極電位法(PH電極法);
(2)分光光度法;
(3)傅立葉變換光譜法。在線氨氮儀等需要連續和間斷測量方式,在經過在線過濾裝置后,水樣測定值相對偏差較大。
總氮在線自動分儀的主要技術原理有兩種:
(1)過硫酸鹽消解-光度法;
(2)密閉燃燒氧化-化學發光分析法。
3.7磷酸鹽和總磷分析儀
(反應性)磷酸鹽自動分析儀主要的技術原理為光度法。總磷在線自動分析儀的主要技術原理有:(1)過硫酸鹽消解-光度法;(2)紫外線照射-鉬催化加熱消解,FLA-光度法。
從原理上講,過硫酸鹽消解-光度法是在線總氮和總磷儀的主選方法,也是各國的法定方法。基于密閉燃燒氧化-化學發光分析法的在線總氮儀以及基于紫外線照射-鉬催化加熱消解,FIA-光度法的在線總磷儀主要局限于日本。前者是日本工業規格協會(JIS)認可的方法之一。
從分析性能上講,目前的在線總氮、總磷儀已能滿足污染源和地表水自動監測的需要,但靈敏度尚難以滿足評價一類、二類地表水(標準值分別為0.04mg/l和0.02mg/l)水質的需要。另外,采用化學發光法、FIA-光度法的儀器的分析周期一般更短一些(10~30min),前者一般為30~60min.
從儀器結構上講,采用化不發光法或FIA-光度法的在線總氮、總磷儀的結構更簡單一些。
3.8其他在線分析儀器
TOD自動分析儀:技術原理一般為燃燒氧化-電極法。
油類自動分析儀:技術原理一般為熒光光度法。
酚類自動分析儀:技術原理一般為比色法。
UV自動分析儀:技術原理為比色法(254nm)。具有簡單、快捷、價格低的特點。不適于地表水的自動在線監測,國外一般是用于污染源的自動監測,并經常經換算表示成COD、TOC值。應用的前提條件是水質較穩定,在UV吸收信號與COD或TOC值之間有較確定的線性相關關系。
硝酸鹽和氰化物自動分析儀:技術原理主要有:(1)離子選擇電極法;(2)光度法。
氟化物和氯化物自動分析儀:技術原理一般為離子選擇電極法。