國(guó)外流動(dòng)分析技術(shù)及產(chǎn)品評(píng)價(jià)方法介紹
§1 流動(dòng)分析儀的產(chǎn)生:
在環(huán)保行業(yè)水的檢測(cè)分析中,水中氰化物;揮發(fā)酚;陰離子表面活性劑;硝酸鹽;亞硝酸鹽;總磷;總氮;氨氮;六價(jià)鉻等項(xiàng)目通常采用可見(jiàn)光比色法分析(國(guó)標(biāo)方法),為完成這些項(xiàng)目檢測(cè),通常要做大量的比色前手工工作,如氰化物揮發(fā)酚的蒸餾;硝酸鹽 / 亞硝酸鹽的鉻柱處理;氰化物,總氮,總磷的消化處理以及大量的各種試劑混合等。這些繁瑣的步驟造成大量時(shí)間及人員浪費(fèi)。
為此,在 20 世紀(jì) 50 年代,由美國(guó)學(xué)者提出流動(dòng)分析解決方案,即將上面提到的手工過(guò)程利用流動(dòng)分析的方法,在儀器上自動(dòng)實(shí)現(xiàn),從而使分析過(guò)程大大縮短,分析精度提高,并節(jié)約了試劑。經(jīng)過(guò)近 50 年的發(fā)展,流動(dòng)分析儀也由最初的概念產(chǎn)品變?yōu)橐豁?xiàng)實(shí)用技術(shù)。
§2 流動(dòng)分析儀原理:
非高壓狀態(tài)下,在載流中按經(jīng)典分析要求,用蠕動(dòng)泵或注射閥將樣品及相應(yīng)試劑加入載流,在流動(dòng)狀態(tài)下,在流動(dòng)管路中,樣品同試劑混合反應(yīng),反應(yīng)后的產(chǎn)物流經(jīng)相應(yīng)檢測(cè)器,被檢測(cè)出結(jié)果。
§3流動(dòng)分析儀的主要組成:
取樣器;稀釋器;蠕動(dòng)泵;注射閥;放置反應(yīng)模板的單元;反應(yīng)模板;檢測(cè)器;軟件等。
§4 流動(dòng)分析儀的技術(shù)發(fā)展:
a 流動(dòng)分析原理的進(jìn)展:
上世紀(jì) 50 年代,發(fā)明者用蠕動(dòng)泵驅(qū)動(dòng)載液;樣品及試劑,用注入氣泡間隔管路中液體,主要以穩(wěn)態(tài)反應(yīng)項(xiàng)目的測(cè)試(間隔流動(dòng)分析法)。
上世紀(jì) 70 年代,發(fā)明者提出不用氣泡間隔,而用注射閥向載液中注入樣品或試劑液,在反應(yīng)不完全(非穩(wěn)態(tài))情況下即測(cè)試的方法(流動(dòng)注射法)。主要測(cè)試非穩(wěn)態(tài)項(xiàng)目。
上世紀(jì) 90 年代, OI 公司提出將以上兩種技術(shù)在同一臺(tái)儀器上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)——復(fù)合流動(dòng)技術(shù)。從而使一臺(tái)儀器上的測(cè)試項(xiàng)目更寬。
b 流動(dòng)分析儀硬件的發(fā)展:
取樣器:由二維向三維取樣發(fā)展;由幾十位放樣位向幾百位放樣位發(fā)展。
稀釋器:由滿足簡(jiǎn)單超濃度稀釋向具備超濃度稀釋及自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)液梯度稀釋發(fā)展。
蠕動(dòng)泵:更多泵管及更高泵液精度。泵速的高度可調(diào)性,可重復(fù)性。
注射閥:流動(dòng)注射法時(shí)采用,向更多閥通道發(fā)展。
放置反應(yīng)模板的單元:體積縮小,由單通道向多通道,多附加功能發(fā)展(如注射閥放置,多個(gè)加熱控制預(yù)置,蒸餾裝置預(yù)置,漏液預(yù)防等)。
反應(yīng)模板:?jiǎn)我还潭üδ埽ú寮辰咏Y(jié)構(gòu))向可快速轉(zhuǎn)化為其他檢測(cè)項(xiàng)目(旋擰連接結(jié)構(gòu))方向發(fā)展。
檢測(cè)器:由窄檢測(cè)濃度范圍向?qū)挋z測(cè)范圍,數(shù)據(jù)輸出的高分辨率方向發(fā)展。
軟件:除具備常規(guī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)結(jié)果換算,向多個(gè)儀器硬件自動(dòng)控制,多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果計(jì)算,結(jié)果監(jiān)控,更廣的同外圍設(shè)備數(shù)據(jù)交換能力等方向發(fā)展。
§5 關(guān)于測(cè)試方法化學(xué)原理:
儀器方法源自于經(jīng)典化學(xué)法,測(cè)試結(jié)果一般優(yōu)于手工結(jié)果,但不會(huì)超出經(jīng)典方法的理論精度及檢出限(基于經(jīng)典方法的顯色強(qiáng)度或信號(hào)強(qiáng)度)。出廠產(chǎn)品一般都經(jīng)過(guò)出廠測(cè)試,往往由于使用者在使用狀態(tài)不佳時(shí)即做測(cè)試分析,而使使用者誤認(rèn)為儀器測(cè)試不準(zhǔn),誤把此作為好儀器或不好儀器的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這類儀器實(shí)際上只有硬件的差異,及使用狀態(tài)的控制問(wèn)題。
§6 價(jià)格評(píng)價(jià)原則:
因國(guó)內(nèi)用戶對(duì)國(guó)外流動(dòng)分析儀的復(fù)雜配置原理了解較少,用戶容易出現(xiàn)以整臺(tái)概念(忽略詳細(xì)硬件配置合理性),單純以儀器測(cè)試的檢出限及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差或使用用戶的反饋意見(jiàn)評(píng)價(jià)儀器好壞采購(gòu)產(chǎn)品情況,如此造成銷售中不合理配置或銷售價(jià)格情況,如減低某些硬件造成自動(dòng)化程度下降,低配置高價(jià)格。致使采購(gòu)者選擇不到性能價(jià)格比對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。
在不影響檢測(cè)的條件下,影響流動(dòng)分析儀價(jià)格的因素有多種,但主要影響因素有以下幾點(diǎn):
硬件配置的先進(jìn)性,硬件配置是影響價(jià)格的核心因素,硬件配置先進(jìn)的產(chǎn)品成本要高。
方法開(kāi)發(fā)的成熟度,流動(dòng)分析方法開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)很多年才能成熟的工作,一般要經(jīng)過(guò)工廠試驗(yàn)驗(yàn)證;多個(gè)實(shí)驗(yàn)室間驗(yàn)證;權(quán)威機(jī)構(gòu)審查驗(yàn)證;權(quán)威機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)認(rèn)可等一系列工作。權(quán)威機(jī)構(gòu)如 USEPA ; ISO ; ASTM 等,F(xiàn)國(guó)外產(chǎn)品多未完成全部工作,僅是參照經(jīng)典方法即宣稱符合某某標(biāo)準(zhǔn)。真正被批準(zhǔn)的方法是可查的,如 OI 公司的測(cè)定水中氰化物 OIA-1677 即是被 USEPA 真正批準(zhǔn)認(rèn)可的方法,公開(kāi)的 USEPA 文件中即可查閱。
工時(shí)成本,歐美國(guó)家產(chǎn)品的工時(shí)成本約為國(guó)內(nèi)的 10 倍左右,特別是手工加工件。但手工加工件在高檔流動(dòng)分析產(chǎn)品中使用頻次較少。
服務(wù)成本,此成本一般在價(jià)格中單獨(dú)表述,它一般指用戶要求一年保修的相關(guān)費(fèi)用,培訓(xùn)用戶正常使用的費(fèi)用。為一項(xiàng)概算費(fèi)用,約為總價(jià)的 5% 左右。
§7 備品備件的選擇問(wèn)題:
國(guó)內(nèi)使用者容易借整臺(tái)購(gòu)買選用多年備品備件一次采購(gòu)方案,但流動(dòng)分析儀的備品備件一般指:樣品杯;蠕動(dòng)泵管;流路管;透析膜等高分子材料產(chǎn)品,此類產(chǎn)品存在長(zhǎng)期放置老化問(wèn)題,大量一次性采購(gòu)容易造成因材質(zhì)老化而自然損耗。
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