T-LNEMA 015-2024 便攜式重金屬快速檢測儀檢測方法與技術規(guī)范

便攜式重金屬快速檢測儀檢測方法與技術規(guī)范Testmethodandtechnicalspecificationofportableheavymetalrapiddetector2024-08-08發(fā)布IT/LNEMA015—2024 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4結構特征與工作原理 25技術要求 36技術指標 47儀器操作 68檢驗方法 79維護保養(yǎng) 8T/LNEMA015—2024本標準按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起請注意本標準的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本標準由遼寧省大連水文局提出。本標準由遼寧省環(huán)境監(jiān)測協(xié)會歸口。本標準起草單位：遼寧省大連水文局，大連市生態(tài)環(huán)境事務服務中心，大連計量檢驗檢測研究院有限公司，鞍山市生態(tài)環(huán)境保護綜合行政執(zhí)法隊，撫順縣生態(tài)環(huán)境綜合執(zhí)法隊，遼寧省生態(tài)環(huán)境廳，遼寧省生態(tài)環(huán)境事務服務中心，遼寧省遼陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧省葫蘆島生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧中科檢測有限公司，蓋樂普科技（大連）有限公司，丹東科立環(huán)境監(jiān)測有限公司，盛京息壤（遼寧）環(huán)保科技有限公司，遼寧省野生動物保護和疫源疫病監(jiān)測中心，遼寧省環(huán)境規(guī)劃院有限公司，鐵嶺市生態(tài)環(huán)境局西豐分局，遼寧環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術研究院有限公司，遼寧省大連生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，遼寧省沈陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心。本標準主要起草人：孫大明，李強，王丹陽，原暉，劉陽，張杰麗，武暕，王主華，趙云，楊大興，邸俊強，楊瑞豐，趙亮，任萬福，汪琛棋，屈興勝，戰(zhàn)衛(wèi)民，苑芷茜，劉暢，幺洪波，王丹，曹陽，張振鋒，張雪姬，趙丹，楊闊，石帥、楊露，劉首正，白玉花，趙璐璐，王金宏，張浩洋，張茉，楊惠，宋大英，付征宇，王文化，楊惠，宋婷，張明洋，王佳楠，張霄，孫學斌，王帥，靳輝，楊軍澤，王海艷，王迎春，姜娜，楊惠。1T/LNEMA015—2024便攜式重金屬快速檢測儀檢測方法與技術規(guī)范本標準規(guī)定了便攜式重金屬快速檢測儀的術語和定義、儀器結構、技術要求、儀器操作、檢驗方法和維護保養(yǎng)方法。本標準適用于地表水、飲用水和廢水中銅、鎘、鉛、鋅、鐵、錳、六價鉻的應急檢測，也可進行實驗室內樣品檢測。2規(guī)范性引用文件本標準引用下列文件或其中的條款。凡是注明日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本標準。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標準。GB/T12519-2021分析儀器通用技術條件GB/T4208-2018外殼防護等級（IP代碼）GB/T11606-2007分析儀器環(huán)境試驗方法GB4793.1-2007測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求第1部分：通用要求HJ609-2011六價鉻水質自動在線監(jiān)測儀技術要求HJ486-2009水質銅的測定2,9-二甲基-1,10-菲啰啉分光光度法HJ/T344-2007水質錳的測定甲醛肟分光光度法HJ/T345-2007水質鐵的測定鄰菲啰啉分光光度法GB7470-1987水質鉛的測定雙硫腙分光光度法GB7472-1987水質鋅的測定雙硫腙分光光度法DB45/T1545-2017水質中鎘、鉛、銅、砷含量的快速測定陽極溶出伏安法GB/T3914-2008化學試劑陽極溶出伏安法通則GB17378.4-2007海洋監(jiān)測規(guī)范第4部分：海水分析3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1示值誤差errorofindication測試結果與真實（約定）值相接近的程度。2T/LNEMA015—20243.2重復性repeatability在重復性條件下的精密度。以相對偏差（RSD）表示。3.3穩(wěn)定性stability在規(guī)定條件下，間隔相同時間、相互獨立測試結果之間的一致程度。以相對偏差（RSD）表示。4結構特征與工作原理4.1儀器結構儀器結構主要包括電極檢測裝置、便攜式控制主機、電極、分光光度比色法裝置、比色皿/比色管4.2工作原理比色法是一種通過測量溶液對光的吸收程度來分析物質濃度的方法。其核心原理是基于比爾-朗伯定律（Beer-LambertLaw根據(jù)溶液的吸光度與溶液中吸光物質的濃度成正比，從而得到待測物質的濃度。陽極溶出伏安法：陽極溶出伏安法（AnodicStrippingVoltammetry,ASV）是一種高靈敏度的電化學分析方法，常用于痕量金屬離子的檢測。它的基本原理涉及兩個主要步驟：沉積和溶出。（1）沉積階段在這一階段，分析儀器中的工作電極（通常是汞或碳材料）被施加一個負電位，這個電位足夠使溶液中的金屬離子還原并在電極表面形成薄膜或汞齊合物。金屬離子如鉛、鋅、銅等在電極表面積累，形成穩(wěn)定的沉積層。沉積時間和電位的控制對分析的靈敏度和選擇性至關重要。（2）溶出（剝離）階段在完成沉積后，改變電極電位，通常是向正方向掃描，以氧化電極表面的金屬，將其重新溶解入溶液中。這一過程產(chǎn)生的電流與電極表面的金屬量成正比，通過測量這一電流的大小，可以定量分析金屬離子的濃度。生成的伏安圖（電流-電位圖）顯示了不同金屬離子的氧化峰，每個峰對應特定的金屬離子，峰的高度（或面積）與金屬離子的濃度成正比。4.3系統(tǒng)構成3電腦軟件T/LNEMA015—2024電腦軟件比色法裝置便攜式控制主機陽極溶出法裝置便攜式重金屬快速檢測儀主要由一個控制單元、一套檢測模塊、各種輔助工具和電腦軟件構成。檢測模塊內嵌了陽極溶出伏安法和比色法裝置。系統(tǒng)的核心部分是控制單元和檢測模塊，而輔助工具包括但不限于移液器、電解液、標準溶液以及電鍍液等。此外，該系統(tǒng)還配備了USB接口，能夠與電腦上的控制軟件連接，實現(xiàn)在線測試、數(shù)據(jù)管理以及譜圖的算法分析等功能。5技術要求5.1使用環(huán)境條件檢測儀在以下條件下應能正常工作：a)環(huán)境溫度：5~45oCb)相對濕度：10%~90%RHc)大氣壓：80~106kPad)供電電源：電源適配器：輸入100~240VAC50/60Hz；輸出12VDC1A外接移動電源：容量≥2500mAh5.2外觀a)儀器外觀、檢驗規(guī)則及標識、包裝、運輸和貯存等符合GB/T12519的要求。b)結構合理，產(chǎn)品組裝堅固、零件緊固無松動，鍍（涂）層均勻，無剝落、銹蝕和起泡。c)在正常的運行狀態(tài)下，可平穩(wěn)工作，各部件不易產(chǎn)生機械、電路故障，無安全隱患。d)顯示器應無污點、損傷；顯示字符筆畫亮度均勻、清晰；屏幕無暗角、黑斑、彩虹、起泡、暗顯示、不顯示、閃爍等現(xiàn)象。5.3功能4T/LNEMA015—2024a)儀器可顯示時間、測量值和系統(tǒng)參數(shù)等，同時應有設定、校準、數(shù)據(jù)存儲及數(shù)據(jù)輸出等功能b)選定待測重金屬c)電極維護保養(yǎng)d)聯(lián)機聯(lián)網(wǎng)上傳e)歷史記錄查詢6技術指標6.1性能指標6.1.1測量參數(shù)儀器集合了2種測量原理，可檢測銅、鎘、鉛、鋅、鐵、錳、六價鉻金屬離子濃度。其中陽極溶出伏安法可以測量銅、鎘、鉛、鋅、錳5種重金屬，比色法可以測量銅、鋅、鉛、鐵、六價鉻5種重金屬。6.1.2最快檢測時間儀器檢測時間應達到30s~60s，檢測前準備時間只需要幾分鐘。6.1.3示值誤差儀器示值誤差（標準樣）：≤±10%6.1.4重復性儀器重復性（相對標準偏差）：≤5%6.1.5穩(wěn)定性儀器穩(wěn)定性（相對標準偏差）：≤5%6.2試劑配制方法6.2.1伏安法銅鎘鉛鋅錳5T/LNEMA015—20246.2.2比色法a)鉻試劑12b)銅試劑1234c)鋅試劑123d)鉛試劑1236T/LNEMA015—2024e)鐵試劑1237儀器操作7.1溶出伏安法7.1.1準備工作a)參比電極：在使用前，應將參比電極浸泡在3M飽和氯化鉀溶液中至少五分鐘，以確保銀絲表層呈現(xiàn)均勻的暗褐色至黑色。b)工作電極：玻碳電極底端中央?yún)^(qū)域應為光亮的黑色，每次測試前后，需對工作電極進行打磨拋光和清洗。7.1.2電極維護將參比電極、工作電極和對電極浸在維護液中，并使用儀器進行電極的電鍍調節(jié)。7.1.3測試階段a)完成工作電極電鍍或調節(jié)后，選擇待測金屬與量程。b)將電極組置于空白樣品中進行空白測量。c)空白測量完成后，將電極組放入標準樣品中進行標準樣分析。d)標準樣品測試結束后，清洗電極，然后將電極組置于待測樣品中進行樣品分析。7.1.4注意事項儀器經(jīng)標準樣校正后，應至少可以進行十次左右的樣品分析，如果超過此次數(shù)后結果重復性下降，應考慮重新校準標準樣。電鍍液在需要更換前至少可以使用8次以上。每個金屬膜應能夠完成至少10次以上分析，具體取決于樣品的復雜度。7.2比色法7.2.1準備工作連接比色模塊到手持主機，并將干凈的比色管依次放入試管架中。準備相應元素的配制試劑，按順序向比色管中加入定量的純水、標準樣以及待測樣，再依次加入比色試劑。7T/LNEMA015—20247.2.2測試階段a)將裝有純水的比色管放入比色裝置中進行空白測量。b)空白測試完成后，將裝有標準樣的比色管放入比色裝置中進行標準樣分析。c)標準樣分析完成后，將裝有待測樣品的比色管放入比色裝置中進行樣品分析。7.2.3注意事項a)如果測量的樣品中重金屬濃度過高，需要對樣品進行稀釋。b)若樣品成分復雜或渾濁，測量前應該對樣品進行預處理。7.3干擾和消除7.3.1水體中存在銅對鋅測定的干擾排除由于陽極溶出法在分析中存在原理性的缺陷，當水樣中同時存在銅和鋅時，銅會對鋅的檢測產(chǎn)生干擾，而鋅對銅的檢測則無影響。因此，應先測定銅的含量，隨后添加鋅的抑制劑以屏蔽銅離子的干擾，再進行鋅的測定。a)如果水中鋅離子的濃度至少是銅離子的一百倍以上，那么添加鋅抑制劑的步驟可以省略。b)若需同時檢測水體中的銅、鎘、鉛和鋅，建議依序先檢測鎘和鉛，然后是銅，最后測定鋅。如果銅的測定結果超過200mg/L，應將樣品稀釋至銅濃度低于100mg/L后再添加鋅抑制劑進行鋅的測定，以防三電極系統(tǒng)和攪拌桿因添加劑而變黑，難以繼續(xù)使用。若出現(xiàn)這種情況，應使用5%的鹽酸浸泡，直到黑色物質完全清除后才可繼續(xù)使用。d)測定鋅后，為防止影響后續(xù)檢測，應將電極探測頭和攪拌桿浸泡在約5%的稀鹽酸中幾小時。7.3.2有機物干擾陽極溶出伏安法僅適用于檢測水體中的離子態(tài)金屬，因此，懸浮物、有機物或絡合物等可能導致的干擾會使測量結果產(chǎn)生嚴重偏差。采用分光光度法原理可以在一定程度上減少這些絡合物的干擾，提高對廢水中銅、鋅、鉛、鐵、六價鉻等金屬的檢測準確度，并有效解決常見的有機物干擾問題。8檢驗方法8.1外觀在自然光線下，以目測、手感進行檢驗。8.2功能檢測儀須包含待測項目選擇、電極維護、數(shù)據(jù)上傳等功能。8.3防護等級按GB/T4208-2018的規(guī)定執(zhí)行。8.4檢測時間8T/LNEMA015—2024實際操作檢驗，用秒表記錄檢測時間。測試6次取平均值為測量結果。8.5示值誤差連續(xù)測量同一標準樣品6次，示值誤差按式（1）計算：×100%（1）式中：?X%——示值誤差；X——測定平均值；Xs——標準值。8.6重復性連續(xù)測量同一標準樣品6次，用式（2）計算標準偏差Sn：（2）式中：n——測量次數(shù)；X——n次測量的算術平均值；Sn——n次測量的標準偏差；相對偏差RSD用式（3）計算：RSD=（3）8.7穩(wěn)定性選用一個有證標準物質，每小時測定一次，連續(xù)測定6小時，相對偏差RSD用式（3）計算。8.8最低檢出限連續(xù)測定空白樣品7次，用式（2）計算標準偏差Sn，以2.5倍的Sn計算待測儀器的最低檢出限。9維護保養(yǎng)9T/LNEMA015—20249.1電極維護9.1.1工作電極玻碳電極的處理：a)使用超純水徹底沖洗電極，去除表面雜質。b)使用干凈的布或濾紙仔細擦拭電極的發(fā)亮黑色底端，避免引入新的污染。c)再次用超純水沖洗電極底端，確保去除擦拭過程中可能產(chǎn)生的污染。d)使用金相砂紙順時針方向打磨電極底端，然后使用拋光液和拋光布進行拋光，以進一步平滑電極表面。e)將電極底端浸泡在調節(jié)液中以穩(wěn)定其表面性質，然后使用超純水進行最后沖洗。f)檢查電極底端的光潔度和清潔度，確保沒有殘留污點或瑕疵。9.1.2參比電極參比電極不用時，需保存在含有