高錳酸鹽指數(耗氧量)全自動化儀器選型的關鍵指標考量

近幾年隨著國家對于環保領域的重視,水中的“高錳酸鹽指數CODmn(耗氧量)”越來越成為各級水質監測實驗室的日常必檢指標之一。

高錳酸鹽指數(耗氧量),是一種條件性指標實驗。手工方法存在諸多不足之處:比如消解過程需要人工計時;補水耗時且不穩定;滴定終點不好識別,影響準確度;批量分析對操作人員素質能力要求高等。

全自動化儀器檢測高錳酸鹽指數(耗氧量),是近幾年國內企業研制的一款新產品。目前在全國各地有了一定的市場但尚未大面積普及。從使用情況來看,多數用戶反饋還是不錯的,能夠代替手工實驗,大大提高了工作效率。比如這是江蘇某市環境監測站采用的我公司ST108M全自動高錳酸鹽指數分析儀與手工方法的一組數據比對。

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結論:無論是做標準樣品還是實際樣品,全自動化的儀器的相對標準偏差值(RSD)都優于手工方法,數據的精密性、準確度也更高。

隨著科技的進步,自動化儀器代替手工操作成為了一種不可阻擋的趨勢。但是,如何選擇一款全自動高錳酸鹽指數(耗氧量)分析儀呢?

筆者建議大家可以從以下幾個方面考慮:

第一:儀器樣品盤位數和消解位數量。

很多新用戶往往感覺樣品盤、消解位數越多越好;其實不然。樣品盤位數跟消解孔位不是比例關系,不是消解孔越多檢測速度就會越快;其實每個單位檢測的樣品數量不一樣,有的月檢測數量上千個;有的每月幾十個。多了閑置少了不足,所以選擇樣品盤要根據單位檢測任務而定;而消解位數跟樣品盤數量無關,是跟滴定和終點識別單元有關聯。比如車輛過高速收費口,無論排成幾隊,如果只有一個放行通道,堵車現象會越來越嚴重;如果想提高通行效率,只有多開幾個放行通道才是正確的解決方式。同理要想提高檢測速度,取決于消解程序后面的滴定和終點識別系統。目前市場上主流產品單滴定位和單終點識別位的檢測速度一般每個樣品在7.5-8分鐘左右;雙滴定位和雙終點判斷位的在5-6分鐘左右;

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第二:樣品自動定量功能。目前這個功能是國內企業的一個短板,很多企業不具有樣品自動定量功能。水樣需逐一用量筒計量后再倒入樣品杯,需要反復清洗,過程較繁瑣;

我公司首創了全自動高錳酸鹽指數測定儀的樣品自動定量功能。操作人員只需要將采集回來的水樣倒入樣品杯,剩余工作全部由儀器自動完成,大大提高了該項目的工作效率,降低了操作人員的工作強度;

第三:加熱工具或方式。GB5750和GB11829都規定了采用水浴加熱方式,所以主流廠商都采用了這種設計,但是樣品消解過程中水份消耗比較大,所以水箱要設計有自動補水功能。但是建議不要選用個別廠家采用的電極法測定水位高低限的儀器,否則只能補充自來水,長期使用易造成水箱結垢和腐蝕。

我公司生產的ST108M/ST1900高精度全自動高錳酸鹽指數測定儀采用了水浴箱自動補水功能,而且是補的跟水浴加熱區同等溫度的純水,避免了補水過程中水溫波動對于水樣消解的影響。

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第四:試劑泵的選擇。

采用全自動高錳酸鹽指數測定儀在進行試劑添加和滴定過程中,行業內通常會采用注射泵作為工具,進行試劑的高精度添加,但缺點是成本較高。個別廠家一開始采用蠕動泵,但很快就放棄了,無法滿足實驗要求,所以不得已只好采用同類型的旋轉泵等,但精度仍差于注射泵;

我公司采用了進口的高精度注射泵,滴定精度誤差小于千分之三,獨特設計的滴定頭結構,每滴可以精確至0.01ml。

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第五:終點識別傳感器的選擇。

目前主流廠家均采用了代替人眼識別滴定終點功能的顏色傳感器。優點就是跟國標一致,靠識別水樣的顏色來確定滴定終點;但是顏色傳感器的成本幾乎決定了廠家的產品定位和可靠性。成本相差極大,價格從幾千元到幾萬元不等。普通的顏色傳感器僅能靠RGB三色中顏色的突變來判斷終點,通過遠紅外射線檢測水樣顏色的變化,這種射線形式容易受外界因素的影響,比如:滴定工作環境的明暗度、杯子外壁掛水需加熱消除;而且這種普通的RGB三色傳感器對于復雜成分的水樣,比如渾濁水樣、有懸浮物的水樣、高氯水樣(消解完成后加入草酸鈉反應完之后有褐色沉淀物,滴定時會因為氯離子消耗高錳酸鉀而造成終點顏色的不穩定,儀器需重復滴定)無法做精準識別,也就無法完成滴定過程。

我公司采用了進口的高精度全色域視覺傳感器,可以不受渾濁度、樣品杯、背景、光線等因素的影響,利用強大的圖片分析處理功能,反應速度快,可以對復雜水樣終點顏色進行單獨處理(見下圖,通過切換程序來滿足不同水樣顏色判定。)

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第六:價位的選擇。

目前主流廠家的定位一般在20-40萬元不等。跟能夠檢測的樣品數量和配置有關。

最后,感謝各位老鐵的耐心,能完整看完這篇文章,這次全自動高錳酸鹽指數(耗氧量)測定儀的出現,是國內企業在儀器檢測領域的一次技術創新,優于同類進口產品。國家積極鼓勵這種引導行業進步的技術創新,同時也在完善相關標準的修訂。希望大家能夠以包容、大度、鼓勵的態度給予國內企業扶持,讓這些企業能做得更好、走得更遠!

更新時間:2021/03/15
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