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新标准HJ 1147-2020《水质 pH值的测定 电极法》正式实施

发布时间:2021/6/10 11:19:33编辑:Ma Liang
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       pH值是水溶液最重要的理化参数之一。凡涉及水溶液的自然现象,化学变化以及生产过程都与pH值有关,因此,在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH值。
       1986年,国家制定了《水质 pH值的测定 玻璃电极法》(GB 6920-1986)国家标准。而随着科学的发展和检测技术的提高,GB 6920-1986所涵盖的水质类型少,适用范围窄,已经跟不上现有水质检测需要,新标准取而代之。6月1日,《水质 pH值的测定 电极法》(HJ 1147-2020)正式实施。本标准规定了测定地表水、地下水、生活污水和工业废水中pH值的电极法。
 
       新老标准对比,给电化学仪器发展指明方向  
       此次新标准更改内容涉及三个方面,针对性和可操作性极强,具有极大的实际操作指导意义,归纳如下:
       1. pH检测理论及操作规范
       新标准中有5条相关内容,对pH定义、标准缓冲溶液制备和标准值、采样规定:采样瓶材质、采样过程和测试时间等进行了明确的规定和描述,反映了理论研究的进步,明确了操作规范。

 
       2. pH检测仪器功能
       新标准中有6条相关内容,规定了仪器的校准方法、读数稳定标准、准确度、精密度、自动校准、温度补偿等等。实际上,这些功能,我国大部分pH仪器多年前就已经具备,这些规定可视为对pH仪器现行情况的明确和总结,对行业的影响并不大。
       3. pH电极的选择
  新标准中第4部分“干扰和消除”中,4.2到4.4条明确提出了几种特殊溶液的pH测定需要使用对应的专用pH电极。这短短三条内容点出了pH测定的关键问题,对国内电化学仪表生产厂商提出了要求,指明了行业的发展方向。
       pH计由pH电极和pH仪表组成,pH电极是氢离子传感器,将水中的氢离子活度转换成mV值,pH仪表再将mV值进行放大和处理,转变成pH值。可见,pH测量的核心技术和精确之源在于pH电极。如果pH电极的质量不过硬,或是电极不适用被测溶液,即使仪器的功能再“高大上”,对测量结果也是没有帮助的。就好比摄影成像质量的关键在于高质量的镜头,相机的作用仅在于后续处理镜头所捕捉到的信息。下面这个表格的内容,既反映了新标准对老国标的改进,也反映了新标准对pH测量工具的核心修改内容。

 
GB 6920-1986和HJ 1147-2020标准差异比对
标准
GB 6920-1986
HJ 1147-2020
酸度计
测量精度
0.1 pH
0.01 pH
测量范围
0-14
温度补偿
/
具备,现场测量要求自动温度补偿
仪器校准点数
/
至少2点
电极
电极类别
玻璃电极和甘汞电极
分体式pH电极或复合pH电极
应用选择
pH值小于1的强酸性样品
/
应采用耐酸性电极测定
pH值大于10的强碱性样品值
/
应采用耐碱性电极测定
电解质高(盐度大于5‰)的样品
/
应采用适用于高离子强度pH电极测定
低电解质样品
/
应采用低离子强度的pH电极测定
高浓度氟的酸性样品
/
应采用耐氢氟酸pH电极测定
       电极仍是软肋,进口国产价格相差30倍
       我国电化学仪器发展相对于其他科学仪器较为领先,且随着国内芯片技术和工业设计能力的提升,国产pH计水平已大大提升,并呈现出以下特点:
       ● 笔式pH计,超过国际水平;
       ● 台式和便携式pH电计(仪表部分),接近国际水平;
       ● pH电极,大大落后国际水平(新标准内容反映了这种认知)
       国外pH计的销售模式是:不同型号的pH计配用不同pH电极,反映了pH计的用途区别;而国产pH计的销售模式是,不同型号的pH计配用几乎相同的pH电极,pH计没有用途区别。

 
       据统计,将某知名国内企业和某知名外资企业的台式和便携式pH计,按低端、中端和高端分类,将仪表和电极的价格分开比较,结果发现进口pH计的价格是国产的1.1~2.9倍,而进口pH电极的价格是国产的8.9~23.1倍,如果计算价格更贵的专用电极,价格相差大于30倍。很显然,考虑到品牌因素和制造工艺,1-3倍的仪表价格是合理的,也反映了国产pH计仪表的品质已达到或接近进口产品,而pH电极价格相差30倍,则是极不合理,反映了国产pH电极的品质和应用大大落后进口产品的现状。

 
       毫无疑问,新标准的制定是水质测试和电化学仪器行业的一件大事,新标准修订本身就是一项国家工程,据了解,新标准修订立项始于2017年4月,由天津市生态环境监测中心牵头,全国6家省市级环境监测中心的几十位专家学者历经资料查询、开题论证、技术确定、实验研究、方法验证等等环节,整整花了4年时间成就了本标准,一本“标准编制说明”60页厚,完整记录了整个过程。
       新标准的制定专业严谨,相关数据组织了6家有资质的实验室进行验证,包括中国环境监测总站等,均为中国最顶级的水分析测试中心,“编写说明”公布了验证数据、验证人员和所使用的仪器。

微信号:ayiwangapp17

(来源: 中国仪器仪表学会分析仪器分会 )

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