近日,上海、江苏、浙江两省一市的市场监督管理局联合批准发布了《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》(http://csres.com/info/54954.html)。作为国内乃至全球首套VOCs走航技术规范,明确了‘走航监测’的定义,对主流走航设备,技术原理和展示手段做了基本性能要求,规定了走航数据质控的步骤,并提出了一份标定仪器性能的VOCs污染物清单。
TOFWERK中国(南京拓服工坊科技)非常荣幸的作为CI-TOF质子转移反应质谱技术的代表,在上海市环境监测中心的领导下,与同行们一起为本套VOCs走航技术规范的制定贡献了绵薄之力。
笔者参照公司现有的走航适用飞行时间质谱仪的参数来对标本规范,本着深入讨论、相互提高、设定更高目标的出发点,对本套VOCs走航规范的一些技术重点段落做了一些解读,供大家参考:
在车载仪器实现“边走-边测、边出图-边反馈”的基本要求下,定点监测作为辅助,需要能在数据质量或者时间覆盖率上给与有效补充。前者可以通过搭配气袋/气瓶采样器或者具有分离手段的分析方法得以实现。后者针对走航数据是拍“快照”,对高污染点位特征可能存在污染物捕获不够完整的可能性,可以停车之后使用同套快速检测设备进行时长不等的连续“视频”拍摄,从而更好的覆盖因为气象、生产工艺或其他可能因素对“照片成色”的造成的影响。
我们也提倡在保障完成走航任务之外,在条件允许的情况下,利用走航仪器在其他重要点位开展定点监测。不仅能提高仪器使用效能、覆盖走航时段之外的数据空白,所获取的数据也可作为进一步优化‘网格化’走航策略的数据支撑。
如果走航仪器因为进样方式设计或采用四级杆检测器等原因,需要5秒甚至以上的时间才能获得稳定有效信号响应或者采集一张完全谱图,也就意味着走航车辆需以4-6米/秒,相当于16-22公里/小时的速度行驶才能满足规范要求。另一方面,主流的CI-TOF质子转移反应质谱技术基本上可以达到5-10Hz的全谱响应速度,也就意味着对应的地理精度要至少好上10倍,基本上达到单位米级的空间分辨率。举例来说,假定走航车按照50公里/小时的时速进行快速走航,如果车内仪器设定为每秒五个数据点的效率(5Hz)进行采集,那每一个有效数据点对应的走航路径长度约为2.8米,可以做到实时响应、精确点位警报和后续高效处理。
根据质荷比定性需要满足两个仪器硬性指标:
a. 峰对应的质量精度需要小于0.003 Th。例如质子化的丙酮对应的谱图峰位于59.050 Th,为了能做到高精度的物种定性鉴别,对应在谱图上出现的峰的位置应该是在59.050 ± 0.003 Th 范围以内。
b. 对于分子量较为接近的,可能互为干扰的物种同时出现的情况,需要高质量解析度的质谱仪才能做到精准解析和数据解读。再举个例子,质子化后的丁烯酮和戊烯在谱图上分别出现在71.049和71.086 Th。当丁烯酮和戊烯同时出现在大气样品中时,我们需要质量分辨率为3000的质谱仪才能做到有效分离和后续分析。不然的话,谱图数据解读如同“盲人摸象”。
最后,根据我司Vocus CI-TOF产品的现有检测能力,对标准中附录B所列出的VOCs污染物进行了逐个解析,以供读者参考,详见表1: