31SPIMS综合介绍

在线挥发性有机物质谱仪（SPIMS）介绍广州禾信分析仪器有限公司目录一．挥发性有机物简介二．SPIMS-1000介绍三．仪器应用实例VOCs简介•挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)按照世界卫生组织的定义沸点在50℃-250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133.32Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物。按其化学结构的不同，可以进一步分为八类：烷类、芳烃类、烯类、卤烃类、酯类、醛类、酮类和其他。•特点：•浓度低——通常ppm，ppb量级•活性强——光化学反应，气粒转换•危害大——“三致”作用•来源VOCs传统检测手段VOCs•Gaschromatographymassspectrometer（GC-MS，气相色谱质谱仪）•Nondispersiveinfrared（NDIR，非色散红外分析）•Fouriertransforminfraredspectroscopy（FTIR，傅里叶变换红外光谱）•Differentialopticalabsorptionspectroscopy（DOAS，差分光学吸收光谱）•Tunablediodelaserabsorptionspectroscopy（TDLAS，调谐二极管激光吸收光谱）gasphaseGC-MS:需取样、预处理、富集、解吸附等处理，响应慢，耗时长NDIR:响应快、系统简单、受环境条件影响小,选择性差FTIR:多种成分同时检测、响应快、体积大，有运动部件，对环境震动敏感DOAS:响应快、多种成分同时检测，灵敏度差TDLAS:选择性高、分辨率灵敏度高，不能同时测量多种气体同时具备：快速、实时在线无前处理、直接检测多成分同时检测可移动高分辨率高选择性高灵敏度在线挥发性有机物质谱仪（SPIMS-1000）SPIMS-1000工作原理样品TOFSPIMS-1000整体结构包括：膜进样系统单光子电离源飞行时间质量分析器装配图实物照片电源系统真空系统分析器外观飞行腔灵活的进样方式气体样品液体样品MS吹扫加热挥发蠕动泵直接进样对气态和液态VOCs样品定性定量的检测可定制软件多成份IC图全谱图检测单成份IC图及超标报警自建数据库及物质信息应急措施提示简便快捷操作SPIMS-1000应用领域•化工园区污染源解析•环境应急事故中在线检测；•汽车尾气排放检测；•垃圾（焚烧、土壤、渗滤液）释放气体检测；•工业生产排放污水废气在线监测；•房屋装修后，空气质量检测；•香烟烟气气相组分在线检测；•日用品释放气体检测；•生物排放VOCs检测：研究植物的生理特性。化工园区VOCs溯源的应用应用1VOCs在线溯源数据展现结果0204060801001201401601800.03.0x1056.0x1059.0x1051.2x1061.5x1061.8x1061361341321201181168410610492787074Signalintensitym/z56都有哪些污染物？time污染物的浓度，随时间的变化如何？超标否？各家企业的贡献如何？1.实时在线2.快速：秒级3.多种成分同时高灵敏度的检测：真实全面的反映污染情况4.机动性强：实验室、车载、船载、便携基础1：在线质谱仪（SPIMS)14/0204060801001201401601800.03.0x1056.0x1059.0x1051.2x1061.5x1061.8x1061361341321201181168410610492787074Signalintensitym/z56制药厂4060801001201401601802002202402602803000.05.0x1071.0x1081.5x1082.0x1082.5x1083.0x108120108Signalintensitym/z2812252071707873584394921061341361564093电路板加热排放气体基础2：不同的排放源，质谱特征（指纹）不同基础3：溯源模型各家企业的贡献如何？其他VOCs监/检测的应用应用2标准气体检测1203040506070809010011012013014015016020406080100120140160180200C10H16+C9H20+C9H12+C8H18+C8H10+C7H16+C7H14+C7H8+C6H14+C6H12+C6H6+C5H12+C5H10+C5H8+C4H10+C4H8+C3H6+relativeintensitym/zEPA标准30ppb烷烃类混合标气检测质谱图标准气体检测2203040506070809010011012013014015016020406080100120140160180200C6H4Cl2+C2H3Cl3+C3HCl3+CF2Cl2+C6H4F2+C6H5Cl+C3H4Cl2+C8H10+C8H8+C2H4Cl2+C2H2Cl2+C7H8+CH2Cl2+C6H6+relativeintensitym/zC2H3Cl+EPA标准100ppb卤代烃混合标气检测质谱图0204060801001201401601800.03.0x1056.0x1059.0x1051.2x1061.5x1061.8x1061361341321201181168410610492787074intensitym/zm/z78C6H6+m/z92C7H8+m/z106C8H10+m/z120C9H12+m/z134C10H14+56应用实例-汽车尾气应用实例-汽车内饰4060801001201401601802002202400.05.0x1041.0x1051.5x1052.0x1052.5x105120C9H12+106C8H10+92C7H8+1811781661641531517284C6H12+70C3H6O+58intensitym/zOdysseySkodaPassat5678C6H6+序号项目Odyssey（ppb）Skoda（ppb）Passat（ppb）限值（ppb）1苯811179≤322甲苯3924336≤2683二甲苯≤33≤59≤407≤3174乙苯≤33≤59≤407≤3175苯乙烯3418≤566甲醛---≤757乙醛---≤258丙烯醛---≤21市西部市东部老边区沿海产业基地市南部苯甲苯苯乙烯二甲苯0.006.371.660.010.280.000.000.990.0022.550.0020.6719.272.651.400.4587.1815.043.443.150.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.00ppb应用实例-营口市重点源应用实例-垃圾场附近垃圾场附近主要成分随时间的变化曲线，连续三天的凌晨零点附近出现高峰值(56)(78)(104)应用实例-化工厂区40506070809010001x1052x1053x1054x1055x1056x1057x1058x1059x1051x106m/z63C2H3Cl35+m/z64C2H3Cl37+m/z92C7H8+m/z72C3H4O2+intensitym/z63647290.591.091.592.092.593.093.501x1032x1033x1034x1035x1036x1037x103intensitym/z92某化工厂车间内采样，检测出氯乙烯、甲苯、甲基乙二醛等有毒有害气体，其中氯乙烯浓度为500ppb，甲苯浓度为6ppb应用实例-装修中工作场所空气质量检测图1工作场所平面视图（ΔX：实际长度=1：6m；ΔY：实际长度=1：5m）图2工作场所甲苯（m/z92，左）、二甲苯（m/z106，右）浓度分布图（浓度单位：ppb）工作区面积约3000m2，共设置47个采样点，对装修施工2h后的室内空气进行检测，检测出大量苯系物等物质，其中部分区域甲苯、二甲苯的浓度含量超出空气质量标准中限值48ppb、42ppb。应用实例-香烟烟气204060801001201401601800.05.0x1051.0x1061.5x1061207069685844intensitym/z162788082921041061081221361601701.2x1041.4x1041.6x1041.8x1042.0x104intensitym/zNicotineC10H14N2+应用实例-植物排放050100150200250-1.0-0.50.00.51.01.50.00.51.0relativeintensity808286929394107108121136137A02468100246810304050607080901001101201301401501600.00.51.0relativeintensitym/z136137121808692939498107108686970B0246810024681080929394107108121136137C0246810024681030405060708090100110120130140150160m/z9813692939480137121D107108m/z136C10H16m/z98C6H10O马尾松、胡椒木等植物带叶枝条释放的VOCs中，单萜类物质（C10H16，m/z136），如α-蒎烯、柠檬烯等释放量较高（图A、C），两种植物的叶片受到机械损伤后，VOCs排放量有所提高，且明显检测出己烯醛类物质（C6H10O，m/z98）（图B、D）水体中VOCs快速检测的应用应用3实例1：水体中未知VOCs的测定0204060801001201400200000400000600000800000100000012000001400000Signalintensitym/z311937495183848586879697991331351376167696398101广州市环境监测中心某疑难水样SPIMS质谱图定性结果卤代物和硅烷类物质实例2：杭州自来水异味原因查找405060708090100110120130140150160020000040000060000080000010000001200000Signalintensitym/z生产工业废水1503-溴(代)-2-丁酮1-溴戊烷二丙基二硫醚苯甲酸乙酯邻叔丁基苯酚应用实例-水中VOC体积比（ppb）甲苯强度苯强度0.5843849702173396934534286105461072770212402014708138425051015200.02.0x1044.0x1046.0x1048.0x1041.0x1051.2x1051.4x1051.6x105tolueneR2=0.99737benzeneR2=0.99555intensityppb用户情况•北京防化所——化学战剂快速检测•中科院过程工程研究所——半导体材料研究•东华理工大学——水果、蔬菜释放VOC研究•上海大学能源所——催化燃烧过程及转化效率的研究•广州地化所有机室——烟雾箱中VOC检测•广州地化所矿物室——页岩气释放过程检测，•暨南大学——无组织排放源解析•……ThanksforyourAttention谢谢！33做中国人的质谱仪器