“大气有机物实时在线高灵敏监测分析质谱技术及设备”通过验收

挥发性有机物，常用VOCs表示。挥发性有机物(VOCs)是形成细颗粒物(PM2.5)、臭氧(O3)等二次污染物的重要前体物，进而引发灰霾、光化学烟雾等大气环境问题。

随着我国工业化和城市化的快速发展以及能源消费的持续增长，以PM2.5和O3为特征的区域性复合型大气污染日益突出，区域内空气重污染现象大范围同时出现的频次日益增多，严重制约社会经济的可持续发展，威胁人民群众身体健康。

为了根本解决PM2.5、O3等污染问题，切实改善大气环境质量。国家应积极推进其关键前体物VOCs的污染防治工作。但是，目前我国VOCs污染防治基础较为薄弱，存在排放基数不清、法规标准不健全、控制技术应用滞后、环境监管不到位等诸多问题。同时，由于VOCs排放来源复杂、排放形式多样、物质种类繁多，则建立VOCs污染防治体系难度较大。因此，如何切合我国的实际全面开展VOCs污染防治，是一项刻不容缓、艰巨复杂的任务。

近期，中科院合肥研究院健康所沈成银研究员主持的国家重点研发计划项目“大气有机物实时在线高灵敏监测分析质谱技术及设备”顺利通过验收。

项目组研制了多台高灵敏质谱仪，并开展质谱仪成果自主转化工作。双极性质子转移反应质谱仪被安徽省环科院采用，开展24小时不间断监测，目前已稳定运行三年多，为合肥市大气VOCs监测预警提供了实时数据。

该项目的顺利实施，推动了我国PTR-MS新技术和新仪器的跨越发展，为“健康中国2030”规划中的健康环境促进行动提供实用化的质谱工具。

挥发性有机物走航监测技术是利用车载挥发性有机物快速监测设备，在行进时对环境空气、厂界、无组织排放废气进行连续实时监测，并根据地理位置信息，显示沿行进路线的挥发性有机物浓度空间分布，对高浓度点位进行复测或定点监测，完成定性、定量分析。质谱仪包括进样系统、离子源、质量分析器及数据解析软件等部分，具备全谱扫描分析、谱库检索、实时显示空气污染组分等功能。具有一定的抗电磁干扰，抗震动，防雷击等能力。

车载卫星定位系统及电子地图，配备车载卫星定位系统，在走航监测时记录经纬度坐标，并在地图上实时显示行进路径。根据需要配备风向风速仪、罐、便捷式气相色谱质谱仪等设备。

实时在线，即用户随时与网络保持联系。例如，用户访问互联网时，手机就在无线信道上发送和接受数据，就算没有数据传送，手机还一直与网络保持连接，不但可以由用户侧发起数据传输，还可以从网络测随时启动push类业务，不象普通拨号上网那样断线后还得重新拨号才能上网冲浪。实时是一个计算机响应的水平，即计算机与外部过程保持同步的精确度。实时,实际上描述的是使用者主观上对时间的感觉。

所谓“实时”，是表示“及时”，而实时系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行。在线(on-line)现在通常指电脑处在网络连接状态。

质谱仪以离子源、质量分析器和离子检测器为核心。离子源是使试样分子在高真空条件下离子化的装置。电离后的分子因接受了过多的能量会进一步碎裂成较小质量的多种碎片离子和中性粒子。它们在加速电场作用下获取具有相同能量的平均动能而进入质量分析器。质量分析器是将同时进入其中的不同质量的离子，按质荷比m/e大小分离的装置。

分离后的离子依次进入离子检测器，采集放大离子信号，经计算机处理，绘制成质谱图。离子源、质量分析器和离子检测器都各有多种类型。质谱仪按应用范围分为同位素质谱仪、无机质谱仪和有机质谱仪;按分辨本领分为高分辨、中分辨和低分辨质谱仪;按工作原理分为静态仪器和动态仪器。

质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。测定原子质量的精度超过化学测量方法，大约2/3以上的原子的精确质量是用质谱方法测定的。由于质量和能量的当量关系，由此可得到有关核结构与核结合能的知识。对于可通过矿石中提取的放射性衰变产物元素的分析测量，可确定矿石的地质年代。

质谱方法还可用于有机化学分析，特别是微量杂质分析，测量分子的分子量，为确定化合物的分子式和分子结构提供可靠的依据。由于化合物有着像指纹一样的独特质谱，质谱仪在工业生产中也得到广泛应用。

新闻来源：中国科学院合肥物质科学研究院