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《环境空气挥发性有机物的测定车载式单光子电离-飞行时间质谱法》解读

浏览次数:250发布日期:2021-06-23

       5 月初,小禾解读了国内VOCs走航标准——该标准作为国内地方性走航标准,引起了读者的广泛关注。今天,小禾给大家解读信仪器全程参与验证的全国适用的走航技术标准————《长三角生态绿色一体化发展示范区挥发性有机物走航监测技术规范》DB31/T 310002-2021《环境空气 挥发性有机物的测定 车载式单光子电离-飞行时间质谱法》,该方法完全采用禾信仪器走航技术路线的标准方法

     为贯彻落实《关于加强生态环境应急监测工作的意见》(环办监测(2018)40号),中国环境监测总站组织制订了十七项环境应急监测方法,近期,已向各省、自治区、直辖市环境监测中心(站)发布,其中就有《环境空气 挥发性有机物的测定 车载式单光子电离-飞行时间质谱法》,这是继《长三角生态绿色一体化发展示范区挥发性有机物走航监测技术规范》这一地方标准后的全国适用的走航标准,也意味着VOCs走航监测作为一种可靠的新兴技术为国家所支持并推广。

标准解读

适用范围

该方法规定了测定环境空气中挥发性有机物的车载式单光子电离-飞行时间质谱法。适用于环境空气、无组织废气中甲苯等77种挥发性有机物的现场应急监测,以及筛查、普查等先期调查工作,其他挥发性有机物如果通过方法适用性验证,也可采用本方法测定。

仪器原理

基于单光子电离-飞行时间质量分析器原理(SPIMS-TOFMS),对某一种或多种挥发性有机物进行定性定量分析的质谱仪。禾信仪器大气VOCs秒级多组份走航监测系统(SPIMS 2000)完全符合该要求。

方法原理

环境空气中的挥发性有机物通过进样系统进入电离室后,被单光子离子源软电离,产生各自特征的分子离子,经飞行时间质量分析器分离,最终被检测器接收,并由高速数据采集卡记录飞行时间以及响应值。

敲黑板,划重点

      该方法采用SPI源(单光子电离源),属于软电离,产生分子离子峰,基本无碎片,利于准确定性,既可得到总VOCs浓度时空分布图,又可自由切换得到单物种浓度分布图。目前市场上也有其他多种电离方式,如EI源(电子轰击电离源),此电离方式电离能为70ev,属于硬电离,会将离子碎片化,单质谱检测无法定性分析,得到的是总离子流图,既无法得到单物种走航图,也无法保证数据的准确性。

走航结果

方法强调了走航结果的呈现方式:结合GIS数据,在数据软件上实时展示监测物质浓度数据,绘制时间-空间-浓度三维画像,可展示VOCs总浓度变化趋势以及单组份变化情况与《长三角生态绿色一体化发展示范区挥发性有机物走航监测技术规范》一致均明确了需要实现单组份走航监测

VOCs走航科普小课堂

VOCs走航四要素:“时间、空间、物种、浓度”

边行驶边监测
多种VOCs同步秒级监测能力
GIS坐标与物种及浓度对应
监测数据处理结果可视化

单物种走航的意义

1、构建物种污染地图,实现“挂图作战”

通过构建VOCs污染分布地图、臭氧优控前体物地图、恶臭异味污染分布地图、PM2.5优控前体物地图,实现挂图作战,为臭氧污染天气应急预案和VOCs精细化减排方案的制定提供科学数据。

 

2、应急场景下,实现关键污染因子快速全程监控

  • 臭氧污染天气条件下,结合臭氧关键前体物清单进行应急走航,助力臭氧削峰和轻微污染转良;
  • 环境污染投诉时,对关键污染因子VOCs污染气体进行快速溯源,精准管控,有效减少环境污染投诉;
  • 突发环境污染事件时,现场实时反映事故点附近特征污染物组分及浓度变化,评估污染物扩散范围,分析污染物种时空分布,为事故处置提供决策支撑。

     

    3、指导精细化管理,助力行业诊断

    利用VOCs走航梳理出臭氧关键前体物清单、臭氧生成影响较大的优控行业、优控企业,针对高臭氧潜势源类、行业、企业、工段开展精细化走航,实时分析调度,实现分级管控。

        禾信仪器于VOCs走航,于2017年创新性的把自主开发的质谱技术应用到环境空气VOCs的监测中,提出了VOCs走航的概念,目前应用已覆盖全国30个省,300多个城市,走航公里数超3000000公里,参与超过50场赛事保障与应急事件。

 

禾信仪器前进的步伐永没有停止,针对“十四五”大气污染防治的需求,几大升级

1、产品配套多样化

可集成环境空气六参数监测系统、便携式气相色谱-质谱联用仪、便携式甲烷/非甲烷总烃分析仪及无机因子分析仪等,实现多因子、多功能、多场景的现场监测,为环境污染物日常巡查和应急监测提供完善的解决方案。

2、工作模式精准化

建立多种工作模式,打造闭环工作思路。建立污染源清单,精准施策,形成专项机制,智慧管理,强化督查落实,闭合反馈。

3、产品迭代科学化

推出全新升级的走航V3.0产品SPIMS 3010,以更全的物种特征库、更高的质量范围、更宽的动态范围、更快的走航速度、更好的稳定性能助力走航新时代。

4、数据展示智慧化

通过数据可视化深度挖掘走航业务应用价值,从面到点、从历史到实时动态的呈现城市情况。将物质浓度与具体行业、企业、工段建立直接关联,使监测真正有效的服务于管理与改善。

未来,走航监测技术将在速度快以及分析准上实现更好的平衡,且不断扩展监测范围;在服务管理模式上,将监测与执法进行联动,VOCs走航与现场快速手段结合,与大数据联动,数据平台的展示、分析;在标准化的道路上,将不断完善技术方法,工作模式规范化,数据统一,推动更多的方法标准。

 

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