在24小时的同步观测时段内,GC-FID/MS共观测到了33种高浓度VOCs,Vocus PTR-TOF共观测到了27种高信号值VOCs,SPI-TOFMS共14种(见图1)。三台不同原理设备在芳香烃的检测上具有较好的一致性,Vocus PTR-TOF在含氧化合物(CHOs)和含氮化合物(CHNs)的检测效果较好,且和GC结果有较好的一致性;GC-FID/MS在短链脂肪烃(AHs)的检测上效果较好。
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从各污染物的时间变化趋势上看(见图2a),Vocus PTR-TOF检测到的芳香烃,异戊二烯,和以乙酸乙酯,丙酮,丁酮为代表的的醛酮类均与GC-FID/MS的检测结果有较好的一致性。在捕捉污染物的瞬时峰值浓度上看,高时间分辨率的两套快速质谱系统(如Vocus PTR-TOF或SPI-TOFMS),相对于将一小时内‘平均后’的GC-FID/MS数据,具有非常好的表现。
从Vocus PTR-TOF单独测到的一些特征物种上看(见图2b),Vocus PTR-TOF对含氧类(CHOs)和含氮类(CHNs)的VOCs具有较好的检测效果,包括乙酸乙酯,乙腈、丙烯腈、DMF(二甲基甲酰胺)、二甲胺、乙酸、丙酸、乙醛,乙醇等。这些污染物大多是有毒或异味物质,相对于常规GC-FID/MS的检测结果来说,对园区管理者是一个重要的数据补充和决策依据。
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此外,科学家们利用了此次Vocus PTR-TOF和GC-FID/MS的观测数据来进行污染物来源解析,确立了8种可能的排放因子,其中有机溶剂使用和石油化工是最主要的两类来源。在所有因子中,有4种是基于VocusPTR-TOF所检测数据,主要与CHOs和CHNs相关。从源解析的过程来看,Vocus PTR-TOF和GC-FID/MS所测到的不同种类的VOCs数据能够非常有效的互补,无论是在测量的时间分辨率、还是在对更多物种的定性补充上,这也为工业园区污染物排放预警和来源解析提供了一个新的思路。
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Huang, Y., Gao, S., Wu, S., Che, X., Yang, Y., Gu, J., Tan,W., Ruan, D., Xiu, G. and Fu, Q.: Stationary monitoring and sourceapportionment of VOCs in a chemical industrial park by combining rapiddirect-inlet MSs with a GC-FID/MS, Science of The Total Environment, 795,148639, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.148639,2021.
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