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精密仪器设备购置论证汇报

一、 仪器设备购置必需性
（1）现有仪器设备无法适应试验教学体系改革要求
为了能顺应时代发展与社会需求, 反应水质分析和检测新技术发展及其在给水排水工程试验教学过程中应用, 提升学生综合试验技能、 设计试验能力和分析、 处理问题能力已势在必行。我们计划在原有水处理试验课程基础上, 增加部分与本学科最新进展相关试验（包含示教试验）, 着手创建水污染控制及污水资源化试验室。现在试验室现有仪器设备不仅在数量上无法满足本科试验教学正常要求, 而且在质量与性能上也存在着老化现象, 高校本科教学所用精密仪器在部分社会产业中已是部分常规化分析仪器, 在一定程度上, 能够说高校教育已经有一点滞后性。已经有不少届本科毕业生向我们反应, 她们在学校使用试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优异分析仪器却根本不会使用, 甚至根本就未曾见过。所以, 迫切需要添置部分新仪器, 介绍部分新技术, 补充部分新进展, 确保教育、 培养与产出等步骤紧密链接。
（2）现有仪器设备无法确保本科和硕士基础试验教学质量
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》、 《水处理试验技术》、 《水资源利用与保护》等课程是给水排水工程专业本科学生关键专业课, 依据现在教学纲领要求, 电化学分析法、 色谱法、 原子光谱法等关键仪器分析方法已成为课堂教学必需掌握内容, 并安排了对应试验, 如水中多种离子测定、 气相色谱法测定水中有机污染物和原子吸收光谱法测定水中多种金属元素含量等试验, 然而现在试验室没有离子色谱、 气相色谱、 原子吸收光谱仪等仪器设备, 即便是示教试验尚难以得到确保, 学生对此已经有很大意见。从试验教学完整性, 从试验操作对理论知识了解有效性角度出发, 试验室需购置部分水处理试验中非常关键且常见新仪器（如气相色谱、 离子色谱、 原子吸收光谱仪等）, 来拓宽学生视野, 确保本科试验教学质量。
硕士教学: 《高等水污染控制学》, 《现代水处理理论与技术》、 《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硕士关键专业课, 这些课程一样需要离子色谱、 气相色谱、 原子吸收光谱仪等对应仪器设备来辅助教学, 但现在给排水试验室和矿产普查和勘探试验室均无这类仪器设备, 由此, 再次说明购置如气相色谱、 离子色谱、 原子吸收光谱仪等常见仪器设备是必需。
（3）现有仪器设备无法满足硕士生培养及老师科研要求
现在, 给水排水工程、 矿产普查与勘探方向每年招收硕士硕士近15人, 关键从事地下水资源勘察与污染防治、 矿山废水处理技术、 水污染控制与资源化技术、 城市雨水资源化技术等方面研究。另外, 这两个专业老师参与和主持在研科研项目约20余项, 其中包含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。不过因为给水排水工程和矿产普查与勘探试验室现有分析测试仪器无法满足要求, 绝大多数科研试验均无法在本专业试验室完成, 这给项目研究带了很多不便, 同时也对科研项目研究进度产生一定影响, 对硕士培养亦产生不利影响。
另外, 即使化学化工学院试验室已经拥有此次申报大部分仪器设备, 但依据中国同时设有给排水专业和化学专业高校（如同济大学, 重庆大学, 西安建筑科技大学, 湖南大学等）调研发觉, 它们给排水专业试验室亦拥有与化学专业相同仪器设备, 这并非属于试验设备反复购置, 因为这些仪器设备现在已成为给排水专业试验教学和科研所必需常见设备, 若常常需要联络化工学院试验室从事科学研究和试验教学, 即会给本专业师生带来很多不便, 亦会影响到化学专业正常科研与教学。总而言之, 购置新仪器设备, 确保给排水专业正常试验教学和科研需求已成为当务之急。

二、 仪器设备关键用途
1、 离子色谱仪（Ion Chromatography）
（1）仪器设备关键用途:
离子色谱（IC）是分析阴离子和阳离子一个液相色谱方法, 它含有以下很多优点: 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: 其高选择性可经过选择合适分离方法、 分离柱和检测方法来实现; ④可同时分析多个离子化合物; ⑤分离柱稳定性好、 容量高。
现在离子色谱应用已从关键作无机阴、 阳离子分析扩展到有机化合物分析, 尤其是难以用GC和HPLC分析极性较强水溶性化合物分析。其在环境工程领域中大气、 水、 酸雨等分析监测中亦得到广泛应用, 其中包含:
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-）能够在短时间内十分理想分离和检测出来。并能够直接测定废水、 河水、 饮用水、 酸雨等物质中阴离子, 即使是痕量分析也能够取得很好效果。
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+等离子能够快速定性及定量分析, 而且能够同时测定不相互干扰。
3）应用于测定环境中有机污染物
除了对常规阴离子, 阳离子分析和分离外, 还能够用于大量有机污染物分析, 如甲酸、 乙酸、 甲醛等有机污染物分离分析。
（2）仪器设备生产厂家及关键参数要求:
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）参数要求:
编号
产品货号
参数和部件简明说明
数量

离子色谱主机

1
2.861.0040
861离子色谱仪主机,包含:
1

高精度电导检测器:

内置恒温模块,温度稳定性优于0.010C

温度稳定调整范围25～450C,每级50C

测定范围: 0-5000μS/cm,分四个量程

最好分辨率0.028nS/cm

低脉冲双活塞泵

MSM\MCS双抑制系统

专利连续自动再生抑制器, 十年无偿保用保换

MCS二氧化碳抑制器,抑制后检测基线低于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（无偿）

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
流途经滤器滤芯,10件/套（备件）
1
16
6.1826.050
蠕动泵管（备件）
4

其她可在中国采购部分

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）仪器设备关键用途:
气相色谱（GC）关键是利用物质沸点、 极性及吸附性差异来实现混合物分离, 当被分离组分流出色谱柱后, 立刻进入检测器。检测器能将样品组分存在是否转变为电信号, 而电信号大小与被测组分量或浓度成百分比。GC能直接分离样品应是可挥发、 且是热稳定, 沸点通常不超出500℃。现在已知化合物种, 有25%可用GC直接分析。GC应用领域非常广泛, 在环境分析中应用关键有以下多个方面: 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（包含淡水、 海水和废水中有机污染物）分析; ④土壤分析（有机污染物）; ⑤固体废弃物分析。
（2）仪器设备生产厂家及关键参数要求:
1）厂家及型号: 岛津(Shimadzu)国际贸易有限企业, GCC型气相色谱系统
2）参数要求:
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）仪器设备关键用途:
总有机碳（Total Organic Carbon, TOC）是有机物所含碳总量, 以C mg/L 来表示。TOC 测定采取燃烧法将有机物全部氧化, 比化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）更全方面、 正确表征有机物总量, 中国在新污水综合排放标准中已增加了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）。另外, 已经有很多文件报道TOC与关键水污染指标COD之间存在着显著线性关系, 这也就是说经过测定水样TOC并得到TOC与COD之间相关系数后便可间接算出水样COD值, 从而亦可反应出水体污染情况。
（2）仪器设备生产厂家及关键参数要求:
1）厂家及型号: 岛津(Shimadzu)国际贸易有限企业, TOC-V CPN型总碳分析仪
2）参数要求:
主机（日本原装进口）及附件, 相关催化剂,载气导管,三年以上消耗品包含: 卤素脱除器二个; CO2 吸收器一个; 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: 不超出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: 自动设定最好工作条件, 自动选择最好工作曲线
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、 载气要求: 高纯空气
11、 自动稀释: 2-50倍
12、 IC前处理法: 在装置内自动进行酸添加和吹扫。
4、 原子吸收光谱仪（Atomic Absorption Spectrometry, AAS）
（1）仪器设备关键用途:
原子吸收光谱法是基于蒸气相中待测元素基态原子对其共振辐射吸收强度来测定试样中该元素含量一个仪器分析方法, 它是测定痕量和超痕量元素有效方法。其特点大致以下: 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关键用于单元素定量分析。
现在, 原子吸收光谱仪已经成为微量和痕量元素分析关键常规设备, 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作用。其能够检测水质中有害重金属元素（铅、 镉、 汞、 砷、 铬）, 还可实现土壤矿物全量分析, 包含金属营养元素（铜、 铁、 锰、 锌、 钾、 钠、 钙、 镁）及部分产生分子吸收非金属营养元素( 如: 磷、 硫等), 现在能够能够分析元素达70余种。
（2）仪器设备生产厂家及关键参数要求:
1）厂家及型号: 岛津(Shimadzu)国际贸易有限企业, AA6300C原子吸收光谱仪
2）参数要求:
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）仪器设备关键用途:
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。能完成线性扫描循环伏安（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; 还能够完成恒电流（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）等电化学测试等功效。其关键可用于以下领域: 1）研究电化学机理; 物质定性定量分析; 2）常规电化学测试, 包含电合成、 电沉积(电镀)性能评价; 3）功效和能源材料（电池、 超级电容器、 纳米材料、 生物传感器等）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（包含水/混凝土等环境）中腐蚀电化学测试。
（2）仪器设备生产厂家及关键参数要求:
1）厂家及型号: 武汉科思特仪器有限企业, CS310型电化学工作站
2）参数要求:
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: 自动设置
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%
扫描方法: 对数/线性, 增加/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 或者一个循环最长时间
测量时间延迟: 0～105秒
直流偏置赔偿

电位自动赔偿范围: -10V～+10V
电流赔偿范围: -1A～+1A
带宽调整: 自动或手动设置, 共8级可调

三、 仪器设备使用效益分析
1、 关键教学试验情况
试验名称
所属课程
折点加氯消毒试验
《水质工程学》（上、 下册）
《水环境监测与评价》
《水资源利用与保护》
《水文学与水文地质学》
《水分析化学》
《水处理试验技术》

软化试验
离子交换除盐试验
污水可生化性能测定试验
活性污泥活性测定试验
水中余氯测定
水中I-和Cl-测定
水中挥发酚测定
溶剂萃取气相色谱法测定饮用水中氯仿
原子吸收光谱法测定水中重金属离子含量
2、 关键科研试验情况
试验名称
项目起源
有色重金属废水生物法深度处理基础研究
国家自然科学基金（编号: 50830301）
湘江流域连续性有机污染物（POPs）分布现实状况及检测技术研究
湖南省科技厅（编号: SK4029）
南方城镇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处理厂剩下污泥活性处理中应用研究
湖南省教育厅（编号: 07C286）
城镇净水厂污泥特征及最终资源化利用研究
湖南省教育厅（编号: 08C206）
环糊精溶液中多氯联苯（PCBs）UV/Fenton降解研究
湖南科技大学博士开启基金（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
原子吸收光谱仪
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 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
累计: 110.6万元
五、 结论
上表所列试验设备采购清单是为了处理现有试验仪器设备无法满足给水排水专业试验教学和科学研究矛盾。该方案经过大量资料搜集和现场调查, 及院教授数次论证才最终确定, 含有很强可行性和针对性。若一旦被采纳, 必将极大提升土木学院给水排水工程学科试验教学和科研能力。另外, 该套设备亦可为土木学院矿产普查和勘探专业研究项目服务。
所以, 衷心期望得到上级主管部门同意。