Vocus PTR-TOF质谱恶臭因子实时全检测

2022-05-12 09:16:28, TOFWERK TOFWERK中国-南京拓服工坊

恶臭污染物因其异味和毒性，对人们生活影响较大，属于重要的民生问题和环境污染问题。国家相关部门制定的《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)对恶臭污染物的管理发挥了重大作用，但随着科技发展、产业升级、环境管理加强和人们对美好生活环境的更高要求等原因，部分排放限值已不能满足当前要求。生态环境部于2018年12月发布了《恶臭污染物排放标准（征求意见稿）》。新的标准对排放限值、区域设置、排放主体等都有了更详细的定义，同时也明确提出了要引进新的监测方法（见表1）。

表1 恶臭污染物测定方法标准《恶臭污染物排放标准（征求意见稿）》

在传统的检测中，通常采用罐、吸收管或采气瓶的方式来采集气态样品，一些恶臭因子需要在24小时内完成分析。这样的离线测量方法通常会因为采样和壁损给分析带来更多的不确定性，也会有一定的时滞效应，不适用于现场异味污染源排查等对时效性有较高的分析应用。另外，为了覆盖表1中列出的8种恶臭物质，至少需要6种不同的采样和分析方法，这都意味着较大的时间成本和仪器硬件成本。

在这里我们向大家介绍一种实时在线的恶臭污染物监测方法，即利用实时在线的Vocus PTR-TOF质谱仪来对恶臭因子进行实时在线预警监测。Vocus PTR-TOF质谱仪通常采用H₃O+作为母离子，其独特的离子源设计也提供了“无缝”切换到如O₂⁺电离模式，实实在在的做到一机多能：除了这8种恶臭因子之外，还能同时测量其他大气污染物，保障VOCs和恶臭物质热点区域的全面覆盖。Vocus PTR-TOF的移动性也使得该仪器定点监测和移动溯源皆适用。随着产业改造升级，管控加严，在恶臭因子列表上的物种未来预计会不断增多，而Vocus PTR-TOF的检测物种可拓展性可以满足这样的需求。

序号	名称	英文名	CAS	分子式	精确质量	检测限（mg/m³）	检测方案
1	氨	Ammonia	7664-41-7	NH3	/	/	优化可测，推荐专用检测器
2	硫化氢	hydrogen sulfide	7783-06-4	H2S	/	/	优化可测，推荐专用检测器
3	甲硫醇	methyl mercaptan	74-93-1	CH4S	49.011	<0.001	H₃O⁺模式
4	三甲胺	Trimethylamine	75-50-3	C3H9N	60.081	<0.001	H₃O⁺模式
5	甲硫醚	Dimethyl sulfide	75-18-3	C2H6S	63.026	<0.001	H₃O⁺模式
6	二甲二硫	Dimethyl disulfide	624-92-0	C2H6S2	94.998 78.967	<0.001	H₃O⁺模式
7	二硫化碳	Carbon disulfide	75-15-0	CS2	75.944	<0.001	O₂⁺模式
8	苯乙烯	Styrene	100-42-5	C8H8	105.070	<0.001	H₃O⁺模式

表2 TOFWERK Vocus PTR恶臭8因子解决方案

一直以来，TOFWERK在环境检测的道路上‘上下而求索’，寻求仪器的使用率和性能利用最大化，致力于环境VOCs检测的最佳解决方案。针对这八种恶臭因子，我们和江苏环保产业技术研究院合作，利用Vocus PTR-TOF质谱仪进行了大量的实验和反复验证，总结出一套实时在线，高灵敏度，灵活部署，相对经济型的检测解决方案（见表2）。三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯都能被Vocus PTR-TOF这单一解决方案精确全检出（图1），而氨和硫化氢两种因子虽然可测，但都需要特定的仪器参数设定，所以推荐适配专用检测器。

图1 甲硫醇等6个恶臭因子在H₃O⁺模式和O₂⁺模式下的测量模拟谱图。纵轴的相对信号比值来自于单独因子标气气瓶的实测结果。

Vocus PTR-TOF质谱仪的采样频率最高达10Hz，大气采样中常采用1Hz来监测恶臭因子的浓度瞬时变化，无论是搭配在走航车，还是在固定监测点，都可以给管理部门提供实时的园区污染数值‘热力图’，可在园区恶臭因子浓度有超过排放限值的迹象时提前发出预警，圈定热点来源，为职能部门对异味投诉做出及时最佳判断提供准确数据支撑，也为未来的多维度立体式检测监管，全方位预报预警模式提供了新思路。

参考资料：

恶臭污染物排放标准（GB 14554-93）http://www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/bz/bzwb/dqhjbh/dqgdwrywrwpfbz/199401/t19940115_67548.shtml

关于征求国家环境保护标准《恶臭污染物排放标准（征求意见稿）》意见函http://www.mee.gov.cn/xxgk2018/xxgk/xxgk06/201812/t20181207_680842.html

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