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挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)是大气污染主要组成之一。VOCs不仅对人类健康产生直接的危害,而且作为二次气溶胶的前体物,可通过一系列的化学物理反应,最终生成PM2.5。因此,对大气环境中VOCs的检测具有重要的研究意义。传统的VOCs检测手段是先将VOCs采集,然后运输到实验室进行离线分析,这种方法虽然能准确检测VOCs,但是由于样品需要经过前处理以及运输等环节,时效性差且效率低。在线飞行时间质谱由于具备检测时间分辨率高、多组分同时检测的特点,被广泛应用于VOCs的实时在线检测。本文介绍了一种在线VOCs走航监测系统的开发,包括(1)走航监测系统的研制;(2)走航监测系统应用方法的开发;(3)走航监测系统的应用。为了满足走航监测工况的需要,采用了在线飞行时间质谱技术,设计了可收缩的大气采样总管,以移动监测车作为载体,同时集成了车载式气象参数仪、GPS(Global Positioning System,GPS)记录仪、工控机、UPS(Uninterruptible Power System,UPS)供电系统、气体稀释装置等关键设备,开发出了高时空分辨率、高灵敏度的走航监测系统。走航监测应用方法的开发主要包含质谱仪器性能测试、浓度校正方法的建立以及实验方法的开发。浓度校正方法主要依据美国EPA(Environmental Protection Agency,EPA)的标准,使用PAMS(Photochemical Assessment Monitoring Stations,PAMS)、TO-14以及有机硫化合物标准气体作为校正方法的主体。实验证明,以上标准气体共94种VOCs,共有84种可被系统检出,满足大气环境中大多数VOCs监测的需求。走航监测系统依据制定的走航路线在目标区域进行大范围的走航监测,建立区域污染画像,整体把控区域污染分布情况。根据污染画像迅速锁定重点污染区域,然后对重点污染区域进行精细化走航监测或者进行定点监测,研究重点区域VOCs的空间分布、浓度以及变化规律等,最终锁定VOCs的来源。将开发的在线VOCs走航监测系统应用于广东某高新区,在83.64km2的区域内进行走航监测,建立了该区域的VOCs画像。通过画像锁定了该区域内的2个重点区域,获得重点区域VOCs的浓度、种类、地理位置分布情况、峰值浓度以及当日均值浓度等,2个重点区域整体ΣVOCs的平均值分别为74 ug/m3421 ug/m3和51 ug/m3577ug/m3,低于相关的排放标准;峰值浓度为1302 ug/m38010 ug/m3和358 ug/m344563 ug/m3。对重点区域进行分析,发现了10个峰值浓度异常的点位,通过分析异常点位的主要成分、地理位置等信息,最终初步锁定5个异常点位的污染源,实现了走航监测系统快速筛查污染源的功能。本研究开发了一套基于飞行时间质谱技术的在线VOCs走航监测系统,可应用于区域整体VOCs污染水平的监测并锁定区域内异常点位的VOCs污染源,为区域快速、高效筛查污染源提供有效的技术手段。