环境监测仪器的发展趋势

环境监测仪器的发展趋势

(1)分析仪器自动化、智能化、网络化水平的不断提高，由于计算机技术及应用软件的飞速发展和自动控制技术等在分析仪器中的应用，仪器自动化、智能化、网络化水平不断提高。应用十分广泛的光谱仪、色谱仪等，不仅具有自动取样、自动控制测试、数据处理功能，还具有自校正、自诊断及联网功能。这种建立在专家系统理论基础上的智能系统，代表了新一代分析仪器的发展方向。一些高档产品还能进行复杂的数学变换(如付里叶变换、哈德曼变换)，并配有专家分析系统，数据库以及三维图谱分析功能。一个复杂的样品在几分种或更短的时间内就可得出分析结果。

(2)新型检测器发展迅速由于微电子技术、光电子技术、生物芯片技术以及其它新技术不断被吸收应用于传感元件，一代新型检测器正推动着分析仪器的发展。如紫外分光光度计采用二级管阵列替代常规的光电倍增管作检测器，取消了传统的光栅转动机构，对紫外-可见光谱范围的扫描只需100ｍｓ，满足了化学和生物技术领域中对快速反应过程中变化信息检测的需要，提高了仪器的精度和准确性。

(3)联用技术日趋势成熟为了对复杂的样品进行快速定性、定量分析，近年来，分析仪器联用技术日趋势成熟，通过采样接口和计算机把两种功能相互补充的不同仪器联为一体。目前较成功的联用仪器有:气相色谱-紫外光谱，液相色谱-核磁共振，气相色谱-付立叶变换红外光谱，液相色谱-质谱等。随着计算机功能及软件的不断开发，预计联用仪器会得到进一步发展。

(4)结构单元组合化由于新技术的渗透和关键元器件的更新，传统的机械、光学部件被许多软件和新型元器件所代替，仪器向模块化和组合化结构发展。一台整机可分解为若干标准单元，按需要进行“积木式”组合，构成单功能或多功能装置。例如，液相色谱仪的输液系统、进样系统、分离柱及控温装置、检测器、控制及数据处理系统，各自可以形成独立单元，用户可按需要配置。

(5)分析仪器由实验室分析向工业生产在线检测发展由于响应速度、抗干扰能力及可靠性的提高，分析仪器已从传统的实验室抽样检测进入工业生产现场在线实时检测与质量控制，成为生产线和现场中的关键部分，对保证产品质量和环境质量发挥着十分重要的作用。

(6)向小型化、微型化、多参数化方向发展由于微电子、微型传感器、计算机、新材料以及各种高新技术的应用，使分析仪器的设计发生了根本性的转变，很多仪器正在向小型化、微型化和多参数化方向发展。如气相色谱、液相色谱、分光光度计(包括紫外/可见分光光度计、原子吸收分光光度计)、Ｘ射线荧光光谱仪、热分析仪等，体积已大大缩小，有的仅是原来的1/3或1/4，而且造型美观，结构优化，式样新颖，线条明快，维修便利。为适应环境检测和工农业产品品质的现场快速检测，目前已推出了多种便携式分析仪器:便携式气相色谱仪、近红外光谱仪、Ｘ射线分析仪和多参数水质分析仪(用于测定水质的酸碱度，溶氧，浊度，温度以及其它参数)。

而环境监测分析仪器及监控系统发展的重点是，为大气、水体两个大环境的自然环境质量监测、重点污染检测及科学分析提供成套仪器装备，研制开发具有数字化、智能化、网络化功能的分析仪器及系统，发展便携式现场快速测量分析仪器。

大气环境监测分析仪器：

(1)污染源烟尘(粉尘)在线监测仪，用于在线监测污染源烟尘、工艺粉尘排放量(浓度或总量)，包括测量流量、Ｏ2、含湿量、温度等相关参数，是实现污染源排放总量监测的必备监测仪器。

(2)烟气ＳＯ2、ＮＯｘ在线监测仪，用于在线监测烟气中ＳＯ2、ＮＯｘ含量，通过流量测量实现总量监测。

(3)环境空气地面自动监测系统用于空气质量周报、日报监测，主要监测项目有:ＳＯ2、ＮＯｘ、ＣＯ、Ｏ3、ＰＭ10等。

(4)酸雨自动采样器，自动采集降水样品，以便测定降水的ｐＨ值。

(5)ＰＭ10采样器，用于采集环境空气中空气动力学当量直径10μｍ以下的颗粒物。

(6)固定和便携式机动车尾气监测仪，用于测定机动车排放尾气中ＣＨ、ＣＯ等含量。

水环境监测分析仪器：

(1)污染源在线监测仪器，污染物排放总量监测，要求浓度与流量同步连续监测。在线测流量和比例采样是总量监测的基本技术手段，对于重点污染源还需要配备在线监测仪器。

(2)流量计，用于规范化污水排放口流量在线连续监测。

(3)自动采样器，用于污染源排放口的在线自动采样，具有流量比例和时间比例两种方式。

(4)在线监测仪器，用于工业污染源或污水排放口在线监测。监测的主要项目:ＣＯＤ、ＴＯＣ、ＵＶ、ＮＨ+4 Ｎ、ＮＯ3 Ｎ、氰化物、挥发酚、矿物油、ｐＨ等。仪器应具有自动校正和自动冲洗管路功能。

(5)环境水质自动监测仪器用于地表水环境质量指标的在线自动监测。监测项目分为水质常规五参数和其他项目。水质常规五参数包括:温度、ｐＨ、溶解氧(ＤＯ)、电导率和浊度。其他项目包括:高锰酸盐指数、总有机碳(ＴＯＣ)、总氮(ＴＮ)、总磷(ＴＰ)及氨氮(ＮＨ3 Ｎ)。

实验室通用环境分析仪器：

环境分析实验室应有的检测分析仪器包括:光学类仪器，如紫外可见分光光度计、荧光光度计、原子吸收光度计、等离子体光谱仪、Ｘ射线荧光光谱仪和红外光谱仪;电化学类仪器，如ｐＨ计、电导仪、库仑计、电位滴定仪、离子活度计和各种极谱仪;色谱类仪器，如离子色谱仪、气相色谱仪、高压液相色谱仪、气相色谱/质谱联机和液相色谱/质谱联机等。

便携式现场应急监测仪器：

便携式现场应急监测仪器用于突发性环境污染事故监测，其主要特点为小型，便于携带和快速监测。(1)便携式分光光度计，用于现场监测，测试内容一般包括:氰化物、氨氮、酚类、苯胺类、砷、汞及钡等毒性强的项目。(2)小型有毒有害气体监测仪，用于现场有毒有害气体监测，主要监测项目有:ＣＯ、Ｃｌ2、Ｈ2Ｓ、ＳＯ2及可燃气等。(3)简易快速检测管，用于现场快速定量或半定量检测水或空气中有害成分，主要监测项目有:ＣＯ、Ｃｌ2、Ｈ2Ｓ、ＳＯ2、可燃气、氨氮、酚、六价铬、氟、硫化物及ＣＯＤ等。

现场快速综合监测分析系统：

为提高现场采样监测分析仪器的质量水平和更新换代，研制开发现场在线智能监测分析仪器及系统，研制开发流动监测车和监测船，为环境污染事故和污染源监督监测提供快速响应的现代化手段。

电磁辐射和放射性监测仪器：

(1)全向宽带场强仪，用于测量某频率范围内的综合电磁场强度。(2)频谱仪，用于测量不同频率电磁辐射的场强及分布。(3)工频场强仪，用于测量50Ｈｚ工频电磁场强度。(4)大面积屏栅电离室α谱仪，测量环境介质中放射性核素的浓度。(5)全身计数器，用于监测职业工作者或公众的全身放射性污染情况。(6)环境辐射剂量率仪，用于监测环境贯穿辐射水平。