质子转移-反应质谱(PTR-MS)监测城市空气质量

大量的微量气体,如臭氧和细颗粒物影响空气质量在城市地区。监测和控制浓度及其相应的排放源对所有公民的健康和环境至关重要。

非甲烷挥发性有机化合物(NMVOC)在很大程度上促成了臭氧和二次气溶胶粒子等潜在有害空气污染物的形成。yabo214

NMVOC,如苯、甲苯和二甲苯(BTX),通常可以在城市地区发现,因为它们与交通和其他燃烧相关过程有关。

因斯布鲁克大学通量塔下的IONICON PTR-TOF仪器。

因斯布鲁克大学通量塔下的IONICON PTR-TOF仪器。图片来源:托马斯·卡尔

历史上,NMVOC的一个重要来源是溶剂。然而,质子转移反应质谱法(ms)技术,从绘画的化学溶剂的使用,粘合剂和个人护理产品,如除臭剂很大程度上促成了所谓的挥发性护理产品(VCP)的排放。

例如,硅氧烷与个人护理产品有关。VCP PTR-MS测量技术允许同时、定量、实时检测大范围的痕量VOC。

通过对NMVOC浓度和通量的快速监测,揭示了城市NMVOC分布的复杂性。本文考察了来自因斯布鲁克市两个测量地点的观测结果。

位于因斯布鲁克中心的是因斯布鲁克大学的因斯布鲁克大气观测站(IAO)。

第二个测量地点位于因斯布鲁克东部的商业区,位于IONICON的总部。这是IONICON最新一代产品的运营地点PTR-TOFMS仪器

(A)硅氧烷通量和(B)它们的混合比,(C)硅氧烷与苯通量的比值,(D)国际测量组织(IAO)测量的苯通量的日循环。

图1所示。(A)硅氧烷通量和(B)它们的混合比,(C)硅氧烷与苯通量的比值,(D)国际测量组织(IAO)测量的苯通量的日循环。图片来源:托马斯·卡尔

与苯相比,硅氧烷通量总和的日循环如图1所示。硅氧烷助熔剂常用于化妆品,作为润湿,平滑和柔软剂,以及洗涤剂。

气象因素对环境混合比分布的影响主要表现在混合比日循环与排放通量的反相关。由于行星边界层较浅,大多数人为NMVOC在夜间积累。

混合高度随着白天排放的增加而增加,导致白天总体浓度下降。

尽管如此,通过Eddy Covariance通量测量,发现上午和下午高峰时段硅氧烷的排放略有增加,如图1a所示,而苯排放通量在全天都在增加,如图1d所示,在下午达到峰值。

在因斯布鲁克市,苯和硅氧烷的混合比例有多大的差异?

图2比较了在IAO和IONICON (IBK-East)测量点监测到的苯和硅氧烷的浓度分布。

在全市范围内,苯的浓度和当地来源的硅氧烷的分布是相似的,混合比例为3- 200pptv。对城市空气中这类化合物进行调查,并在pptV水平上对NMVOC进行实时检测是非常必要的。

两个站点苯和硅氧烷的混合比例比较

图2。两个站点苯和硅氧烷的混合比例比较。图片来源:IONICON Analytik

如何认识城市空气源和过程的复杂性?

在城市空气中可以检测到几百到几千种化合物PTR-TOF女士.减少这种数据量的一种方法是将这些数据分组成所谓的具有相似特征的因素。这被称为非负矩阵分解(NNMF),用于资源分配。

使用新型IONICON数据分析仪(IDA)的非负矩阵分解(NNMF)可确定IBK-East中BTX和VCP的示范因子。

图3。使用新型IONICON数据分析仪(IDA)的非负矩阵分解(NNMF)可确定IBK-East中BTX和VCP的示范因子。图片来源:IONICON Analytik

IONICON数据分析仪(IDA)合并了NNMF,允许对数据进行定量和快速分解,给研究人员更多的时间来解释结果。硅氧烷和BTX的模范因子的质谱如图3所示。

芳烃是BTX因子的主要成分。几种d -硅氧烷和一系列纯烃组成了VCP因子。

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    IONICON德国。(2021年9月02)。质子转移-反应质谱(PTR-MS)监测城市空气质量AZoM。于2021年9月2日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20712检索。

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    IONICON德国。用质子转移-反应质谱(PTR-MS)监测城市空气质量AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20712。(2021年9月2日生效)。

  • 哈佛大学

    IONICON德国。2021。质子转移-反应质谱(PTR-MS)监测城市空气质量.viewed September 21, //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20712。

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