禾信仪器GC-MS 2000登环境分析化学领域知名期刊,助力解决环境分析领域难题!

2022-12-19 09:15:08 广州禾信仪器股份有限公司





有毒有害空气污染通常涉及危化品的释放作业或突发事件,如危险化学品的泄漏、石油化工品的燃烧或爆炸、工业废气的排放、以及军用化学战剂的作业等场点。这些危险污染物可以从源头迅速地扩散到周围环境和大气,给人体生命健康和生态环境带来高危风险。然而,常规的实验室分析策略通常难以满足应急环境分析的需求,亟需发展现场环境分析方法。与实验室分析相比,现场环境分析具有原位现场及时采样分析的特点,时效性极强,为现场处置和应急管理提供精准科学依据。然而,在危化环境下,尤其人员不宜进入的具有不明毒害或易燃易爆危化品的场点,如何安全、快速、精准地检测空气中有毒有害污染物的分子组成及其空间分布是环境分析领域的难题。












近日,暨南大学、广州禾信股份有限公司、广东省麦思科学仪器创新研究院以及华南理工大学的合作研究团队在环境分析化学领域知名期刊Environmental Science & Technology上在线发表了题为 “Onsite identification and spatial distribution of air pollutants using drone-based solid-phase microextraction array coupled with portable gas chromatography-mass spectrometry via continuous-airflow sampling” 的研究论文。在基于前期工作提出的连续气流吸附微萃取机理基础上,设计了一种通过无人机产生的旋翼气流实现空气污染物的固相微萃取采样的方式,发展了遥控自动采样的无人机载固相微萃取采样阵列,并耦合便捷式气相色谱质谱(禾信仪器GC-MS 2000)用于危化环境的现场分析。

通过无人机携带遥控固相微萃取装置进入现场上空采样,返航后,取出探针直接插入GC-MS 2000进样口对采集的污染物进行热解吸与分离分析,在数分钟内完成复杂样品的分析鉴定,其中大部分有毒有害挥发性有机物的分离分析时间在3分钟内。

图1. 部分无人机载固相微萃取耦合气相色谱质谱现场采样分析照片:(a)现场采样分析,(b)燃烧污染物采样,(c)废气排放采样,(d)无人机阵列采样。




研究考察了本方法应用于现场环境快速分析鉴定各种典型有毒有害空气污染物。例如,图2a显示了空气中泄露的戊烷现场分析鉴定,色谱图中戊烷出峰时间仅为0.3 min,显示了高效快速的分离性能;质谱图显示了戊烷的分子离子及其特征碎片离子,并与标准谱图高度一致,显示了精准鉴定。研究还对复杂混合有机污染物进行了现场鉴定,如图2b所示为汽油挥发物的现场分析色谱图,显示了汽油中丰富的化学组分,如甲苯(1.13分钟)、对二甲苯(1.67分钟)、间二甲苯(1.71分钟)、邻二甲苯(1.86分钟)、3-乙基甲苯(2.28分钟)、三甲苯(2.49分钟)以及其他有机挥发物,显示了汽油挥发物中含有大量对人体有毒有害的组分。

此外,采用本方法还对燃烧挥发物进行了分离分析鉴定。例如,在丙酮燃烧污染物中快速精准获得未燃烧蒸发的丙酮(图2c)。本方法还可以快速分离和鉴定混杂成分的燃烧污染物。如图2d所示获得汽油燃烧的气相色谱图,在1.13、1.67和1.71分钟的色谱峰鉴定出甲苯、对二甲苯和间二甲苯,这些挥发物与汽油的主要组分相同,为燃烧物的鉴定提供了参考依据。

图2. 有毒有害空气污染物的现场分析示例:(a)戊烷挥发物,(b)汽油挥发物,(c)丙酮燃烧物,(d)汽油燃烧物。




结果表明,本方法能用于易挥发有毒有害的危化环境和燃烧现场中有机污染物的快速分析与鉴定,有望为涉及有毒、有害、爆燃等应急危化场点的环境分析与管理提供了新方法。

该研究展示了禾信仪器便携式气相色谱质谱联用仪GC-MS 2000具有外场便携性好、现场适用性好、灵敏度高、准确度好、稳定性好、和分析速度快等优点,通过耦合无人机载固相微萃取采样器等现场采样装置,可适用于环境现场鉴定空气中有毒有害污染物的分子组成和浓度,以及组成阵列测定污染物在大气中的扩散和分布。

论文链接

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c05259


产品简介


便携式气相色谱-质谱联用仪GCMS 2000

水质VOCs秒级监测质谱仪SPIMS 2000w,可用于实时、现场、快速检测水中的挥发性有机物,秒级检测速度,覆盖三百余种挥发性有机物,检测结果精准、高效,有效解决传统水质VOCs分析方法检测速度慢,检测物种少、环境要求高等问题,为应急监测、环境督查、污染溯源等水质挥发性有机物监管难题提供创新性的解决方案。

便携式气相色谱-质谱联用仪GCMS 2000具有单质谱快速进样、吸附热解吸进样、定量环进样、固相微萃取进样(SPME)等多种灵活的进样功能,可满足现场的大气、水体和土壤中挥发性有机化学污染物(VOCs)和半挥发性有机化学污染物(SVOCs)的快速定性定量分析,具备体积小、重量轻、操作简便和“向导式”图形化界面等优点,可放置于监测车、采用肩背等方式到达现场进行检测,是环境监测、食品安全、公共安全和刑侦科学等领域的分析利器。


技术突破

· 强抗污染性的外部电子轰击电离源

外部电子轰击电离源具有独立的电离室,可承受300℃的烘烤温度,背景噪声低。

· 高灵敏度的质量分析器

具有宽动态范围和高灵敏度的优点。

· 单质谱和气-质联用双检测模式

单质谱分析可实现秒级快速响应检测;气质联用检测分析可实现对复杂未知物的精准定性、定量分析。

· 高精准、全自动数据处理功能

软件集成了自动解卷积和智能谱库匹配等算法,可自动、高效、准确地对复杂的多组分目标物进行定性定量分析。


优势特点

· 快启

冷启动15min进入检测状态,单次分析时间小于4min,现场直接得到定性定量结果。

· 持久

连续监测达2小时以上;支持在线更换电池,无需关机。

· 精准

双检测模式,内标校正,可实现固液气多种基质、浓度从ppt至ppm的样品检测,准确分析上百种挥发性有机物。

· 便携

可单人携带,无需外部电气供给,移动性强。


环境空气挥发性有机物检测

· 预浓缩进样,采样流速100mL/min;

·色谱柱:DB-1,7m ×0.1mm ×0.4um;

· 升温程序:初始温度50℃保持1min,然后以35℃/min升温到120℃,再以120℃/min升温到260℃保持0.5min。

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