设备购置论证报告全解

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要求

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处理实验课程的基础上，增加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，在一定程度上，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根本不会使用，甚至根本就未曾见过。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，确保教育、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》、《水处理实验技术》、《水资源利用与保护》等课程是给水排水工程专业本科学生重要的专业课，根据目前教学大纲的要求，电化学分析法、色谱法、原子光谱法等主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收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、原子吸收光谱仪等仪器设备，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处理实验中非常重要且常用的新仪器（如气相色谱、离子色谱、原子吸收光谱仪等），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、原子吸收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、原子吸收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要求

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，主要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的研究。另外，这两个专业的教师参与和主持的在研科研项目约20余项，其中包括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要求，绝大多数科研实验均无法在本专业实验室完成，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。

另外，虽然化学化工学院实验室已经拥有此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重复购置，因为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、仪器设备的主要用途

1、离子色谱仪（Ion Chromatography）

（1）仪器设备主要用途：

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主要作无机阴、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，其中包括：

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理想的分离和检测出来。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，而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主要参数要求：

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 1 2 产品货号 2.861.0040 2.861.0500 参数和部件的简要说明 离子色谱主机 861离子色谱仪主机,包括: 高精度电导检测器： 内置恒温模块,温度稳定性优于0.01C 温度稳定调节范围25～45C,每级5C 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双抑制系统 专利连续自动再生抑制器，十年免费保用保换 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（免费） 淋洗液装置 000数量 1 1 柱加热器（柱温箱） 阴离子分析部分 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6.1006.530 6.1006.500 6.1010.220 6.1010.200 6.1608.070 6.1602.160 6.1609.000 6.1834.010 6.1825.230 6.1825.210 6.1825.220 6.2821.090 6.2821.130 6.1826.050 Metrosep A supp 5-250 阴离子分离柱 Metrosep A Supp 5 Guard 阴离子保护柱 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 阳离子分析部分 Metrosep C2-150 阳离子分析柱 Metrosep C2 Guard 阳离子柱保护柱 附件 淋洗液瓶,2升 淋洗液瓶瓶盖 干燥管 吸液管 10微升PEEK定量管 连接在进样阀上,用于获取定量样品 20微升PEEK定量管 100微升PEEK定量管 备件/专用工具 淋洗液吸入口过滤器，5件/套（备件） 流路过滤器滤芯,10件/套（备件） 蠕动泵管（备件） 其他可在国内采购部分 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) 抽滤瓶、真空泵 抽滤膜（100个/套） 样品注射器（100个/套） 滤头（100个/套） 17 18 19 20 21 1 1 1 1 1 2、气相色谱仪（Gas Chromatography）

（1）仪器设备主要用途：

气相色谱（GC）主要是利用物质的沸点、极性及吸附性的差异来实现混合物的

分离，当被分离的组分流出色谱柱后，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主要有以下几个方面：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（包括淡水、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主要参数要求：

1）厂家及型号：岛津(Shimadzu)国际贸易有限公司，GC2014C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）仪器设备主要用途：

总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）是有机物所含碳的总量，以C mg/L 来

表示。TOC 的测定采用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）。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主要参数要求：

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,三年以上消耗品包括：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）仪器设备主要用途：

原子吸收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收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。其特点大致如下：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主要用于单元素的定量分析。

目前，原子吸收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，包括金属营养元素（铜、铁、锰、锌、钾、钠、钙、镁）及一些产生分子吸收的非金属营养元素( 如：磷、硫等)，目前可以能够分析的元素达70余种。

（2）仪器设备的生产厂家及主要参数要求：

1）厂家及型号：岛津(Shimadzu)国际贸易有限公司，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）仪器设备主要用途：

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；还可以完成恒电流（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）等电化学测试等功能。其主要可用于如下领域：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，包括电合成、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（包括水/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主要参数要求：

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）参数要求：

硬 件 参 数 指 标

恒电位电位控制范围：±10V 电位控制精度：0.1%×满量程读数±1mV 电位灵敏度：10V(>100Hz), 3V(<10Hz) 电位上升时间：﹤1S(<10mA),<10S(<2A) 参比电极输入阻抗：1012||20pF 槽压：±21V CA和CC脉冲宽度：0.0001～65000s SWV频率：0.001～100KHz

恒电流控制范围：±2.0A（CS330：±5.0A） 电流控制精度：0.1%×满量程读数 电流灵敏度：<10pA 电流量程：2A～200nA, 共8档 最大输出电流：2.0A 电流扫描增量：1mA @1A/mS DPV和NPV脉冲宽度：0.0001～1000s CV的最小电位增量：0.075mV CV 和LSV扫描速度：0.01mV～10000V/s 电位扫描时电位增量：0.1mV @1V/mS 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：1S 接口通讯模式：USB2.0

低通滤波器 ：8段可编程

电化学阻抗测量指标

信号发生器 频率响应：10Hz～115KHz (CS350) 10Hz～1MHz (CS360) 直流偏压：-10～+10V 波形：正弦波，三角波，方波 扫描方式：对数/线性，增加/下降 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 直流偏置补偿 电位自动补偿范围：-10V～+10V 带宽调整：自动或手动设置, 共8级可调

交流信号幅值：0mV～2500mV DDS输出阻抗：50 正弦波失真：<1% 最大负载电容：1nF；最大负载电感：10H 测量时间延迟：0～105秒 电流补偿范围：-1A～+1A

三、仪器设备的使用效益分析

1、主要的教学实验的情况 实验名称 折点加氯消毒实验 软化实验 离子交换除盐实验 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 原子吸收光谱法测定水中重金属离子含量 所属课程 《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》 《水处理实验技术》 2、主要科研实验的情况 实验名称 有色重金属废水生物法深度处理的基础研究 项目来源 国家自然科学基金（编号：50830301） 湘江流域持续性有机污染物（POPs）分布现状湖南省科技厅（编号：2008SK4029） 及检测技术研究 南方城镇设计暴雨及雨水径流污染负荷计算模湖南省教育厅（编号：08A109） 型研究 超临界水氧化法在污水处理厂剩余污泥活性处湖南省教育厅（编号：07C286） 理中的应用研究 城镇净水厂污泥特性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）的UV/Fenton湖南科技大学博士启动基金（编号：降解研究 E50908） 四、仪器设备购置清单

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 仪器名称 离子色谱仪 原子吸收光谱仪 微电泳仪 气相色谱仪 立式压力蒸汽灭菌器 TOC测定仪 高速冷冻离心机 电化学工作站 超纯水机 冰箱 型号 861型 AA 6300C JS94H型 GC 2010 Plus 75 L TOC-V CPN TGL-20M CS310 BCD-258WBCSTX 厂家 瑞士万通 数量 1台 1台 1台 1台 1台 1台 1台 报价 30万 13万 4.5万 31万 1.5万 19万 3万 5 3万 0.6万 日本岛津 上海 日本岛津 国产 日本岛津 赛特湘仪 武汉科斯特 1台 国产 青岛海尔 1台 1台 合计：110.6万元 五、结论

上表所列的试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。该方案经过大量的资料收集和现场调查，及院专家多次论证才最终确定，具有很强的可行性和针对性。若一旦被采纳，必将极大的提升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。