《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

       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，小禾给大家解读禾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*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。

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）*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走航四要素：“时间、空间、物种、浓度”

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。