设备购置论证报告.doc

精密仪器设备购置论证报告

一、仪器设备购置的必要性
（1）现有仪器设备无法适应实验教学体系改革的规定
为了能顺应时代的发展与社会的需求，反映水质分析和检测新技术的发展及其在给水排水工程实验教学过程中的应用，提高学生的综合实验技能、设计实验能力和分析、解决问题能力已势在必行。我们打算在原有的水解决实验课程的基础上，增长一些与本学科最新进展相关的实验（包含示教实验），着手创建水污染控制及污水资源化实验室。目前实验室现有的仪器设备不仅在数量上无法满足本科实验教学的正常规定，并且在质量与性能上也存在着老化现象，高校本科教学所用的精密仪器在一些社会产业中已是一些常规化的分析仪器，在一定限度上，可以说高校教育已有一点滞后性。已有不少届本科毕业生向我们反映，他们在学校使用的实验设备在给水排水行业几乎属于淘汰设备了，而在工作单位碰到很多较先进的分析仪器却主线不会使用，甚至主线就未曾见过。所以，迫切需要添置一些新仪器，介绍一些新技术，补充一些新进展，保证教育、培养与产出等环节的紧密链接。
（2）现有仪器设备无法保证本科和研究生基本实验教学质量
本科教学：《水质工程学》（上、下册）、《水环境监测与评价》、《水文学与水文地质学》、《水解决实验技术》、《水资源运用与保护》等课程是给水排水工程专业本科学生重要的专业课，根据目前教学大纲的规定，电化学分析法、色谱法、原子光谱法等重要仪器分析方法已成为课堂教学必须掌握的内容，并安排了相应的实验，如水中各种离子的测定、气相色谱法测定水中的有机污染物和原子吸取光谱法测定水中各种金属元素含量等实验，然而目前实验室没有离子色谱、气相色谱、原子吸取光谱仪等仪器设备，即便是示教实验尚难以得到保证，学生对此已有很大意见。从实验教学的完整性，从实验操作对理论知识的理解的有效性角度出发，实验室需购置一些水解决实验中非常重要且常用的新仪器（如气相色谱、离子色谱、原子吸取光谱仪等），来拓宽学生的视野，保证本科实验教学质量。
研究生教学：《高等水污染控制学》，《当代水解决理论与技术》、《地下水污染控制与修复技术》、《溶质运移与示踪》等课程是给水排水工程和矿产普查和勘探专业硕士研究生重要的专业课，这些课程同样需要离子色谱、气相色谱、原子吸取光谱仪等相应的仪器设备来辅助教学，但目前的给排水实验室和矿产普查和勘探实验室均无此类仪器设备，由此，再次说明购置如气相色谱、离子色谱、原子吸取光谱仪等常用仪器设备是必须的。
（3）现有仪器设备无法满足硕士生培养及教师科研的规定
目前，给水排水工程、矿产普查与勘探方向每年招收硕士研究生近15人，重要从事地下水资源勘察与污染防治、矿山废水解决技术、水污染控制与资源化技术、城市雨水资源化技术等方面的研究。此外，这两个专业的教师参与和主持的在研科研项目约20余项，其中涉及1项国家自然科学基金，1项省科技厅项目，3项省教育厅项目以及横向课题多项等，总计科研经费约700万元。但是由于给水排水工程和矿产普查与勘探实验室的现有分析测试仪器无法满足规定，绝大多数科研实验均无法在本专业实验室完毕，这给项目研究带了诸多的不便，同时也对科研项目的研究进度产生一定的影响，对硕士的培养亦产生不利影响。
此外，虽然化学化工学院实验室已经拥有本次申报的大部分仪器设备，但根据国内同时设有给排水专业和化学专业的高校（如同济大学，重庆大学，西安建筑科技大学，湖南大学等）的调研发现，它们的给排水专业实验室亦拥有与化学专业相同的仪器设备，这并非属于实验设备的反复购置，由于这些仪器设备目前已成为给排水专业实验教学和科研所必须的常用设备，若经常需要联系化工学院实验室从事科学研究和实验教学，即会给本专业的师生带来诸多不便，亦会影响到化学专业的正常科研与教学。综上所述，购置新的仪器设备，保证给排水专业的正常实验教学和科研需求已成为当务之急。

二、仪器设备的重要用途
1、离子色谱仪（Ion Chromatography）
（1）仪器设备重要用途：
离子色谱（IC）是分析阴离子和阳离子的一种液相色谱方法，它具有以下诸多优点：①快速方便；②灵敏度高：浓度范围为低1~10μg/L至数百mg/L；③选择性好：其高选择性可通过选择适当的分离方式、分离柱和检测方法来实现；④可同时分析多种离子化合物；⑤分离柱稳定性好、容量高。
目前离子色谱的应用已从重要作无机阴、阳离子的分析扩展到有机化合物的分析，特别是难以用GC和HPLC分析的极性较强的水溶性化合物分析。其在环境工程领域中的大气、水、酸雨等分析监测中亦得到广泛的应用，其中涉及：
1）应用于测定常规阴离子
对于常见阴离子（F-、Cl-、Br-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-）可以在短时间内十分抱负的分离和检测出来。并可以直接测定废水、河水、饮用水、酸雨等物质中的阴离子，即使是痕量分析也可以取得很好的效果。
2）应用于测定碱金属、碱土金属及铵离子
离子色谱法测定Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+等离子可以快速的定性及定量分析，并且可以同时测定不互相干扰。
3）应用于测定环境中的有机污染物
除了对常规的阴离子，阳离子的分析和分离外，还可以用于大量有机污染物的分析，如甲酸、乙酸、甲醛等有机污染物的分离分析。
（2）仪器设备的生产厂家及重要参数规定：
1）厂家及型号：瑞士万通（Metrohm China Ltd），861型双通道离子色谱系统
2）参数规定：
编号
产品货号
参数和部件的简要说明
数量

离子色谱主机

1
2.861.0040
861离子色谱仪主机,涉及:
1

高精度电导检测器：

内置恒温模块,温度稳定性优于0.010C

温度稳定调节范围25～450C,每级50C

测定范围：0-5000μS/cm,分四个量程

最佳分辨率0.028nS/cm

低脉冲双活塞泵

MSM\MCS双克制系统

专利连续自动再生克制器，十年免费保用保换

MCS二氧化碳克制器,克制后检测基线低于0.5us

内置电磁六通进样阀

全流路为非金属材料（PEEK）

脉冲阻尼器（非金属）

原版中英文操作控制软件（免费）

淋洗液装置

2
2.861.0500
柱加热器（柱温箱）
1

阴离子分析部分

3
6.1006.530
Metrosep A supp 5-250 阴离子分离柱
1
4
6.1006.500
Metrosep A Supp 5 Guard 阴离子保护柱
1

阳离子分析部分

5
6.1010.220
Metrosep C2-150 阳离子分析柱
1
6
6.1010.200
Metrosep C2 Guard 阳离子柱保护柱
1

附件

7
6.1608.070
淋洗液瓶,2升
1
8
6.1602.160
淋洗液瓶瓶盖
1
9
6.1609.000
干燥管
1
10
6.1834.010
吸液管
1
11
6.1825.230
10微升PEEK定量管

连接在进样阀上,用于获取定量样品

12
6.1825.210
20微升PEEK定量管
1
13
6.1825.220
100微升PEEK定量管
1

备件/专用工具

14
6.2821.090
淋洗液吸入口过滤器，5件/套（备件）
1
15
6.2821.130
流路过滤器滤芯,10件/套（备件）
1
16
6.1826.050
蠕动泵管（备件）
4

其他可在国内采购部分

17

原装品牌电脑及打印机(CPU： 2.4GHzCPU以上/内存:512MB以上/ 硬盘容量：80GB以上； 打印机：
hp 激光打印机)
1
18

抽滤瓶、真空泵
1
19

抽滤膜（100个/套）
1
20

样品注射器（100个/套）
1
21

滤头（100个/套）
1
2、气相色谱仪（Gas Chromatography）
（1）仪器设备重要用途：
气相色谱（GC）重要是运用物质的沸点、极性及吸附性的差异来实现混合物的分离，当被分离的组分流杰出谱柱后，立即进入检测器。检测器能将样品组分的存在与否转变为电信号，而电信号的大小与被测组分的量或浓度成比例。GC能直接分离的样品应是可挥发、且是热稳定的，沸点一般不超过500℃。目前已知的化合物种，有25%可用GC直接分析。GC的应用领域非常广泛，在环境分析中的应用重要有以下几个方面：①大气污染分析（有毒有害气体，气体硫化物，氮氧化合物等等）；②饮用水分析（多环芳烃、农药残留、有机溶剂等等）；③水资源（涉及淡水、海水和废水中的有机污染物）分析；④土壤分析（有机污染物）；⑤固体废弃物分析。
（2）仪器设备的生产厂家及重要参数规定：
1）厂家及型号：岛津(Shimadzu)国际贸易有限公司，GC2023C型气相色谱系统
2）参数规定：
手动进样器
AFC电子流量控制器
柱温箱：升温速度：0.1˚C/min~250˚C/min、程序升温：20阶
FID、ECD、FTD三个检测器
FID最低检测限：<1.5pg碳/秒
ECD最低检测限：<0.006pg/ml（六氯化苯）
FTD 最低检测限：N 0.15pgN/s (偶氮苯)、P 0.03pgP/s ( 马拉硫磷)
配顶空进样器（国产）

3、总有机碳（TOC）分析仪
（1）仪器设备重要用途：
总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）是有机物所含碳的总量，以C mg/L 来表达。TOC 的测定采用燃烧法将有机物所有氧化，比化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）更全面、准确表征有机物的总量，我国在新的污水综合排放标准中已增长了TOC项目。总有机碳分析仪可用于分析海水、污水、地表水等水性样品中总碳
（TC）、总无机碳（TIC）、总有机碳（TOC）、不可吹出有机碳（NPOC）和总有机氮（TN）。此外，已有很多文献报道TOC与重要的水污染指标COD之间存在着明显的线性关系，这也就是说通过测定水样的TOC并得到TOC与COD之间的相关系数后便可间接的算出水样的COD值，从而亦可反映出水体的污染情况。
（2）仪器设备的生产厂家及重要参数规定：
1）厂家及型号：岛津(Shimadzu)国际贸易有限公司，TOC-V CPN型总碳分析仪
2）参数规定：
主机（日本原装进口）及附件，相关催化剂,载气导管,三年以上消耗品涉及：卤素脱除器二个；CO2 吸取器一个；硅棉一包；铂催化剂二包，燃烧管二只；各类O型圈15个，8通阀转子1个。
技术指标：
1、参数：TC, IC, TOC (TC-IC), POC, NPOC，
2、方法：催化燃烧/非分散红外线气体分析法
3、燃烧温度：不超过680℃
4、测量范围：TC：0-25000mg/l；IC：0-3000mg/l
5、检测限：优于50ug/L
6、校正：自动设定最佳工作条件，自动选择最佳工作曲线
7、平均分析时间：3分钟
8、再现率：CV<1.5%
9、注入样品容积：10-150 (liquid) 可变
10、载气规定：高纯空气
11、自动稀释：2-50倍
12、IC前解决法：在装置内自动进行酸添加和吹扫。
4、原子吸取光谱仪（Atomic Absorption Spectrometry, AAS）
（1）仪器设备重要用途：
原子吸取光谱法是基于蒸气相中待测元素的基态原子对其共振辐射的吸取强度来测定试样中该元素含量的一种仪器分析方法，它是测定痕量和超痕量元素的有效方法。其特点大体如下：①检出限低；②选择性好；③精密度高；④抗干扰能力强；⑤应用范围广；⑥进样量小；⑦重要用于单元素的定量分析。
目前，原子吸取光谱仪已经成为微量和痕量元素分析的重要常规设备，在环境水质分析中有毒有害元素和常规金属元素检测中发挥着主力军的作用。其可以检测水质中有害重金属元素（铅、镉、汞、砷、铬），还可实现土壤矿物的全量分析，涉及金属营养元素（铜、铁、锰、锌、钾、钠、钙、镁）及一些产生分子吸取的非金属营养元素( 如：磷、硫等)，目前可以可以分析的元素达70余种。
（2）仪器设备的生产厂家及重要参数规定：
1）厂家及型号：岛津(Shimadzu)国际贸易有限公司，AA6300C原子吸取光谱仪
2）参数规定：
主机（火焰型，手动进样）
低噪声型无油空压机：1套
循环水冷却装置：1套

4、电化学工作站
（1）仪器设备重要用途：
CS系列电化学工作站由高速MCU、高精度FET集成电路组成，内置DDS数字信号合成器、高功率恒电位/恒电流仪、双通道相关分析器和双通道高速16bit /高精度24bit AD转换器。能完毕线性扫描循环伏安（CV）、阶梯波循环伏安（SCV）、方波循环伏安（SWV）、差分脉冲伏安（DPV）和常规脉冲伏安（NPV）以及差分常规脉冲伏安（DNPV）等电分析方法；还可以完毕恒电流（位）极化、动电位（流）扫描、任意恒电流（位）方波，多恒电流（位）阶跃、零电阻模式电化学噪声（电偶电流）、电化学阻抗（EIS）等电化学测试等功能。其重要可用于如下领域：1）研究电化学机理；物质的定性定量分析；2）常规电化学测试，涉及电合成、电沉积(电镀)性能评价；3）功能和能源材料（电池、超级电容器、纳米材料、生物传感器等）的机理和制备研究；4）缓蚀剂、水质稳定剂、涂层以及阴极保护效率快速评价以及氢渗测试等；5）金属材料在导电性介质（涉及水/混凝土等环境）中的腐蚀电化学测试。
（2）仪器设备的生产厂家及重要参数规定：
1）厂家及型号：武汉科思特仪器有限公司，CS310型电化学工作站
2）参数规定：
硬 件 参 数 指 标
恒电位电位控制范围：±10V
恒电流控制范围：±2.0A（CS330：±5.0A）
电位控制精度：0.1%×满量程读数±1mV
电流控制精度：0.1%×满量程读数
电位灵敏度：10mV(>100Hz), 3mV(<10Hz)
电流灵敏度：<10pA
电位上升时间：﹤1mS(<10mA),<10mS(<2A)
电流量程：2A～200nA, 共8档
参比电极输入阻抗：1012W||20pF
最大输出电流：2.0A
槽压：±21V
电流扫描增量：1mA @1A/mS
CV 和LSV扫描速度：0.01mV～10000V/s
电位扫描时电位增量：0.1mV @1V/mS
CA和CC脉冲宽度：0.0001～65000s
DPV和NPV脉冲宽度：0.0001～1000s
SWV频率：0.001～100KHz
CV的最小电位增量：0.075mV
AD数据采集：16bit@1MHz，20bit @1kHz，　
电流与电位量程：自动设立
DA分辨率：16bit，建立时间：1mS
低通滤波器 ：8段可编程
接口通讯模式：USB2.0

电化学阻抗测量指标
信号发生器

频率响应：10mHz～115KHz (CS350)
10mHz～1MHz (CS360)
交流信号幅值：0mV～2500mV
直流偏压：-10～+10V
DDS输出阻抗：50W
波形：正弦波，三角波，方波
正弦波失真：<1%
扫描方式：对数/线性，增长/下降
最大负载电容：1nF；最大负载电感：10mH
信号分析器

积分时间：最大值：106个循环或者105S
最小值：10mS 或者一个循环的最长时间
测量时间延迟：0～105秒
直流偏置补偿

电位自动补偿范围：-10V～+10V
电流补偿范围：-1A～+1A
带宽调整：自动或手动设立, 共8级可调

三、仪器设备的使用效益分析
1、重要的教学实验的情况
实验名称
所属课程
折点加氯消毒实验
《水质工程学》（上、下册）
《水环境监测与评价》
《水资源运用与保护》
《水文学与水文地质学》
《水分析化学》
《水解决实验技术》

软化实验
离子互换除盐实验
污水可生化性能测定实验
活性污泥活性测定实验
水中余氯的测定
水中I-和Cl-的测定
水中挥发酚的测定
溶剂萃取气相色谱法测定饮用水中的氯仿
原子吸取光谱法测定水中重金属离子含量
2、重要科研实验的情况
实验名称
项目来源
有色重金属废水生物法深度解决的基础研究
国家自然科学基金（编号：50830301）
湘江流域连续性有机污染物（POPs）分布现状及检测技术研究
湖南省科技厅（编号：2023SK4029）
南方城乡设计暴雨及雨水径流污染负荷计算模型研究
湖南省教育厅（编号：08A109）
超临界水氧化法在污水解决厂剩余污泥活性解决中的应用研究
湖南省教育厅（编号：07C286）
城乡净水厂污泥特性及最终资源化运用研究
湖南省教育厅（编号：08C206）
环糊精溶液中多氯联苯（PCBs）的UV/Fenton降解研究
湖南科技大学博士启动基金（编号：E50908）
四、仪器设备购置清单
序号
仪器名称
型号
厂家
数量
报价
1
离子色谱仪
861型
瑞士万通
1台
30万
2
原子吸取光谱仪
AA 6300C
日本岛津
1台
13万
3
微电泳仪
JS94H型
上海
1台
4.5万
4
气相色谱仪
GC 2023 Plus
日本岛津
1台
31万
5
立式压力蒸汽灭菌器
75 L
国产
1台
1.5万
6
TOC测定仪
TOC-V CPN
日本岛津
1台
19万
7
高速冷冻离心机
TGL-20M
赛特湘仪
1台
3万
8
电化学工作站
CS310
武汉科斯特
1台
5
9
超纯水机

国产
1台
3万
10
冰箱
BCD-258WBCSTX
青岛海尔
1台
0.6万
合计：110.6万元
五、结论
上表所列的实验设备采购清单是为了解决现有实验仪器设备无法满足给水排水专业实验教学和科学研究的矛盾。该方案通过大量的资料收集和现场调查，及院专家多次论证才最终拟定，具有很强的可行性和针对性。若一旦被采纳，必将极大的提高土木学院给水排水工程学科的实验教学和科研能力。此外，该套设备亦可为土木学院的矿产普查和勘探专业的研究项目服务。
所以，衷心的希望得到上级主管部门的批准。