赛默飞：全面大气在线监测解决方案 助力精准治污

　　大气污染是世界各国都面临的严峻环境问题，如何防止大气污染已被各国政府高度重视。在我国，随着经济社会的快速发展，大气环境问题也日益凸显。日益复杂的大气污染状况对传统的大气污染监测方式提出了新的挑战。

　　大气在线监测技术能够准确、全面地反映出大气环境目标污染物的浓度及其变化趋势,从而实现全时段、全方位、动态监测大气要素的目的。在线监测技术因具备精准、科学、有效提升雾霾治理工作效率的能力，已成为一种发展趋势。

　　为了帮助相关用户学习、了解大气在线监测最新技术进展及相关仪器在其中发挥的作用等内容，仪器信息网特别策划了“大气在线监测技术”专题，并邀请赛默飞环境行业经理胡忠阳共同讨论了大气在线监测技术相关的问题。

　　赛默飞环境行业经理 胡忠阳

　　2013年，我国颁布实施《大气污染防治行动计划》，标志着我国大气污染防治进入新阶段。2013年以来，我国大气污染防治取得显著成就。据权威统计：“十三五”以来我国空气质量总体改善明显，但臭氧污染持续反弹。全国337个地级及以上城市，颗粒物超标城市大幅减少，PM2.5浓度超标城市占比从68.5%下降到47.2%。与此同时，臭氧浓度超标城市大幅增加，2019年达到30.6%。

　　在2020中国生态环境产业高峰论坛上，贺克斌院士指出“2017年到2019年3年时间，PM2.5浓度持续下降、臭氧污染开始上升的态势，越来越明显。所以对‘十四五’的工作，中央领导有明确指示，要针对PM2.5和臭氧的协同控制开展工作。”

　　臭氧作为典型的二次污染物，是大气中的NOx和VOCs，在紫外线照射下发生光化学反应的产物。针对PM2.5和臭氧的协同控制将是现阶段大气污染治理的重点 。

　　今年下半年，我们也注意到为落实《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，生态环境部研究起草的“重点地区2020-2021大气治理攻坚行动方案征求意见稿”相继印发, 涉及京津冀及周边地区、汾渭平原和长三角等重点地区。在完善监测监控体系方面，文件中指出各地要加强秋冬季颗粒物组分监测和VOCs监测。特别是要科学布设VOCs监测点位，提升VOCs监测能力，各地级及以上城市要在现有VOCs监测站点基础上，进一步增加VOCs自动监测站点建设。也反映了以上这一趋势。

　　目前针对颗粒物组分监测和VOCs监测均有在线的色谱、质谱等手段，并得到越来越多的应用。传统手工监测，一般需要通过滤膜采集颗粒物或吸附管采集气体，通过保存然后送至实验室，再经过复杂的样品处理后进行分析和数据处理。这一方式存在采样误差大、样品存储易损失、费时费力、不能反映大气组分的高频变化规律等缺点。而在线监测技术24 ×7 全天候运行，具备实验室检测仪器的高精确性及在线监测仪器的连续自动化可操作性，从而实现对大气组分实时、高频变化的监测，可为精准治污提供强大的精确数据支撑。

　　针对当前重点关注的颗粒物组分监测和VOCs监测，赛默飞能提供完整的在线监测方案： URG 9000D 实现细颗粒物及气体组分中水溶性离子的在线监测。 针对大气中金属元素监测，目前除了XRF 方法作为间断性的在线监测技术外，均为实验室手工监测手段，而赛默飞GED-ICPMS 方案率先填补这一空白，实现实时大气颗粒物重金属的在线精确监测。基于ISQ7000 GCMS的方案则可实现对VOCs的全自动在线监测。

　　下面分别简要介绍以上在线监测产品的特点。

　　URG9000D大气在线离子色谱监测系统

　　系统采样管、气体溶蚀器和颗粒物溶蚀器等主要气体流路方向均为竖直方向，消除颗粒物管道中沉积;通过湿式平行板溶蚀器，以气体选择性透过膜技术分离气体和颗粒物，杜绝气体和颗粒物之间相互接触导致的结果不准确问题，确保气体和颗粒物的完全分离;通过气体和颗粒物的分别独立采集和储存，杜绝样品吸收液转移过程中存在的淋洗液交叉污染问题，且兼容大体积浓缩技术，提供较高仪器灵敏度。

　　集成了只加水体系离子色谱，实时制备高纯无污染淋洗液，提供零污染空白和较低仪器噪音;兼容梯度分析，获得更高的色谱峰分离度;兼容小粒径填料离子交换分析柱，提供更高的色谱峰分辨率和色谱峰峰容量;仪器只需提供纯水即实现自动在线监测，免维护，自动化程度高，操作维护简便。

　　GED-ICPMS 大气颗粒物重金属实时测定

　　GED (Gas Exchange Device)气体交换装置实现在线气体样品直接导入系统。 ICPMS 是氩气电离产生的等子体，空气直接导入会使等离子体不稳定，甚至熄灭。即便低流量的空气与氩混合导入，空气中的氮和氧会增加等离子体负载，而影响金属元素电离，使其灵敏度降低，GED成功解决空气直接导入ICP的问题。 将ICPMS 和GED 等采样设备集成化，充分发挥出 ICP -MS 灵敏度高、多元素快速测定以及 GED设备无需任何样品富集及其他前处理的特点，从而也实现了大气金属元素的实时连续监测。

　　全新ISQ7000GCMS在线VOCs监测系统

　　赛默飞环境空气挥发性有机物(PAMS、TO14、TO15)自动监测系统，采用赛默飞气质联用仪，英国 Markes 公司全自动在线预浓缩仪，搭配其独有的 Kori-Xr 水汽管理装置，定制化云系统软件进行数据处理和上传，实现环境空气中 VOCs 的在线自动监测。本系统灵敏度高、运行成本低、适用于复杂的采样环境，对挥发性有机物有较优异的检出限。该系统适用于环境空气中 PAMS、TO-15、醛酮类化合物等 117 种挥发性有机物的监测。

　　Thermo Scientific™ ISQ™ 7000 采用了全新水平的可用性设计，允许操作者在数分钟内无需工具切换即时连接进样口和检测器，实现前所未有的灵活性。其简化的用户界面几次击键便可完成任务，还能保留完整的可编程性。可提高生产率、加速响应时间和降低持有总成本，用于气体、液体和固体样品中微量和痕量挥发性和半挥发性有机物的定性和定量分析，可用于有机物的确认。

　　正如前面所介绍的，我们针对大气成分中水溶性离子、金属元素和有机污染物等能提供全面的在线监测方案。这也为大气PM2.5和臭氧协同治理提供了坚实的监测解决方案。

　　URG9000D大气在线离子色谱监测系统，针对大气气溶胶中水溶性离子成分分析，可扩展至16种无机阴离子、含氧酸、有机酸和12种无机阳离子、氨氮、有机胺类的准确分离分析。

　　正是基于以上优势，URG9000D得到国家海洋局第三研究所青睐，曾伴随着“雪龙号”的走航轨迹，以“小时”为单位时间分辨率，准确且完整记录北极科考途经海域气溶胶中27种无机阴阳离子、有机羧酸、有机胺类化合物的浓度及分布特征。为解析极地环境大气中气溶胶的组成及成因提供重要基础资料。

　　在线PM2.5 无机元素监测设备 GED- ICP RQ 系列用于大气颗粒物中重金属实时测定。另外，车载ICP-RQ 系列不仅仅是一个可移动实验室，更可实现移动在线大气重金属监测，将ICPMS 和GED 等采样设备集成化，充分发挥出 ICP -MS 灵敏度高、多元素快速测定以及 GED 设备无需任何样品富集及其他前处理的特点。

　　针对大气VOCs在线监测系统，可以同时满足117种VOCs检测(包括PAMS，TO-15和醛酮等)的需求。同时该系统还可以使用苏玛罐，气袋以及吸附管进样，可以拓展至环境大气离线方案分析和室内空气分析，例如HJ759，HJ644，HJ73等VOCs测定的标准方法。