揮發(fā)性有機物，常用VOCs表示。揮發(fā)性有機物(VOCs)是形成細顆粒物(PM2.5)、臭氧(O3)等二次污染物的重要前體物，進而引發(fā)灰霾、光化學煙霧等大氣環(huán)境問題。

隨著我國工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展以及能源消費的持續(xù)增長，以PM2.5和O3為特征的區(qū)域性復合型大氣污染日益突出，區(qū)域內空氣重污染現(xiàn)象大范圍同時出現(xiàn)的頻次日益增多，嚴重制約社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，威脅人民群眾身體健康。

為了根本解決PM2.5、O3等污染問題，切實改善大氣環(huán)境質量。國家應積極推進其關鍵前體物VOCs的污染防治工作。但是，目前我國VOCs污染防治基礎較為薄弱，存在排放基數(shù)不清、法規(guī)標準不健全、控制技術應用滯后、環(huán)境監(jiān)管不到位等諸多問題。同時，由于VOCs排放來源復雜、排放形式多樣、物質種類繁多，則建立VOCs污染防治體系難度較大。因此，如何切合我國的實際全面開展VOCs污染防治，是一項刻不容緩、艱巨復雜的任務。

近期，中科院合肥研究院健康所沈成銀研究員主持的國家重點研發(fā)計劃項目“大氣有機物實時在線高靈敏監(jiān)測分析質譜技術及設備”順利通過驗收。

項目組研制了多臺高靈敏質譜儀，并開展質譜儀成果自主轉化工作。雙極性質子轉移反應質譜儀被安徽省環(huán)科院采用，開展24小時不間斷監(jiān)測，目前已穩(wěn)定運行三年多，為合肥市大氣VOCs監(jiān)測預警提供了實時數(shù)據(jù)。

該項目的順利實施，推動了我國PTR-MS新技術和新儀器的跨越發(fā)展，為“健康中國2030”規(guī)劃中的健康環(huán)境促進行動提供實用化的質譜工具。

揮發(fā)性有機物走航監(jiān)測技術是利用車載揮發(fā)性有機物快速監(jiān)測設備，在行進時對環(huán)境空氣、廠界、無組織排放廢氣進行連續(xù)實時監(jiān)測，并根據(jù)地理位置信息，顯示沿行進路線的揮發(fā)性有機物濃度空間分布，對高濃度點位進行復測或定點監(jiān)測，完成定性、定量分析。質譜儀包括進樣系統(tǒng)、離子源、質量分析器及數(shù)據(jù)解析軟件等部分，具備全譜掃描分析、譜庫檢索、實時顯示空氣污染組分等功能。具有一定的抗電磁干擾，抗震動，防雷擊等能力。

車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)及電子地圖，配備車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)，在走航監(jiān)測時記錄經(jīng)緯度坐標，并在地圖上實時顯示行進路徑。根據(jù)需要配備風向風速儀、罐、便捷式氣相色譜質譜儀等設備。

實時在線，即用戶隨時與網(wǎng)絡保持聯(lián)系。例如，用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)時，手機就在無線信道上發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，就算沒有數(shù)據(jù)傳送，手機還一直與網(wǎng)絡保持連接，不但可以由用戶側發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸，還可以從網(wǎng)絡測隨時啟動push類業(yè)務，不象普通撥號上網(wǎng)那樣斷線后還得重新?lián)芴柌拍苌暇W(wǎng)沖浪。實時是一個計算機響應的水平，即計算機與外部過程保持同步的精確度。實時,實際上描述的是使用者主觀上對時間的感覺。

所謂“實時”，是表示“及時”，而實時系統(tǒng)是指系統(tǒng)能及時響應外部事件的請求，在規(guī)定的時間內完成對該事件的處理，并控制所有實時任務協(xié)調一致的運行。在線(on-line)現(xiàn)在通常指電腦處在網(wǎng)絡連接狀態(tài)。

質譜儀以離子源、質量分析器和離子檢測器為核心。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置。電離后的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質量的多種碎片離子和中性粒子。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質量分析器。質量分析器是將同時進入其中的不同質量的離子，按質荷比m/e大小分離的裝置。

分離后的離子依次進入離子檢測器，采集放大離子信號，經(jīng)計算機處理，繪制成質譜圖。離子源、質量分析器和離子檢測器都各有多種類型。質譜儀按應用范圍分為同位素質譜儀、無機質譜儀和有機質譜儀;按分辨本領分為高分辨、中分辨和低分辨質譜儀;按工作原理分為靜態(tài)儀器和動態(tài)儀器。

質譜儀最重要的應用是分離同位素并測定它們的原子質量及相對豐度。測定原子質量的精度超過化學測量方法，大約2/3以上的原子的精確質量是用質譜方法測定的。由于質量和能量的當量關系，由此可得到有關核結構與核結合能的知識。對于可通過礦石中提取的放射性衰變產(chǎn)物元素的分析測量，可確定礦石的地質年代。

質譜方法還可用于有機化學分析，特別是微量雜質分析，測量分子的分子量，為確定化合物的分子式和分子結構提供可靠的依據(jù)。由于化合物有著像指紋一樣的獨特質譜，質譜儀在工業(yè)生產(chǎn)中也得到廣泛應用。

新聞來源：中國科學院合肥物質科學研究院