[發明專利]一種在線監測二噁英及其濃度的方法

無效

• 申請號: 201010566907.6
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102478541A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 王衛國;侯可勇;花磊;吳慶浩;杜永齋;韓豐磊;李海洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01N27/64
• 分類號: G01N27/64
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

技術領域

本發明涉及分析儀器領域，具體地說是一種在線監測二噁英及其濃度的監測儀器和方法，儀器主要包括VUV光電離源、離子遷移管、離子聚集系統、質譜檢測系統。該儀器通過同時監測多種與二噁英總量相關的二噁英前生體濃度，利用關聯模型實現二噁英濃度的在線監測。

背景技術

隨著我國城市化進程的不斷加速，城市垃圾問題逐漸成為阻礙城市發展的重要因素之一。焚燒技術作為一種處理城市生活垃圾的技術，與垃圾填埋等方法相比，能更好地達到減量化、資源化和無害化的治理目標。該技術在歐洲和日本等發達國家已相當普遍。然而，興建垃圾焚燒廠會引發公眾對二噁英類污染物排放的擔憂。研制開發二噁英類污染源在線監測設備和方法，實時監測二噁英的排放既能減少二噁英排放，避免對環境和周邊地區居民的潛在危害，又能夠優化焚燒設備的參數，還可以為我國新的污染源排放標準的實施與有效監管奠定技術基礎。

二噁英屬于痕量有機污染物，目前檢測都是采用離線檢測的方法，例如美國EPA對于焚燒爐煙氣中二噁英的檢測，需要現場采集樣品后再回到專業實驗室進行前處理和高分辨色質聯機分析檢測，一般周期在3-4周，分析費用(包括采樣)在15000-18000元之間，最終得到的二噁英數據在時間上具有滯后性，不能滿足隨時優化調節運行工況的要求。

近年來，二噁英替代物的提出，為二噁英快速監測提供了新途徑，其主要思路是通過在線監測形成二噁英的前生體來實現在線分析二噁英濃度的目的。人們利用質譜技術先后考察了一氧化碳(CO)、揮發性有機化合物(VOC)、氯苯(PCBz)、氯酚(PCPh)、多氯聯苯(PCBs)、多環芳烴(PAHs)等化合物作為二噁英替代物的可能性。

因此，研制開發適合二噁英前生體的在線監測儀器，并建立二噁英監測的方法，來替代原有費時費力的傳統分析方法，意義重大。

發明內容

本發明的目的是提供一種在線監測二噁英及其濃度的監測方法，通過同時監測多種與二噁英總量相關的二噁英前生體濃度，利用關聯模型實現二噁英濃度的在線監測。

所述的一種在線監測二噁英及其濃度的方法，采用VUV光電離源、離子遷移管、離子聚集系統、質譜檢測器依次串聯而成的儀器進行檢測；

所述的VUV光電離源作為離子遷移管的電離源，將樣品氣通入離子遷移管，樣品氣進行預分離；

所述的樣品離子由離子遷移管電離后的粒子經離子聚焦系統聚焦后依次進入質譜檢測器的進樣口，通過質譜檢測器進行分析；

所述的儀器通過同時監測二種以上的與二噁英總量相關的典型二噁英前生體濃度，利用二種以上的二噁英前生體濃度參數建立與二噁英總量關聯關系的數學模型，實現樣品氣中二噁英濃度的在線監測。

所述的離子聚集系統可為靜電透鏡。

所述的方法中所用的典型二噁英前生體包括氯苯、氯酚、多氯聯苯中的二種或三種以上。

所述的VUV光電離源發出的VUV光的能量高于10eV、小于15eV。

所述的VUV光電離源可以是VUV燈或激光光源。

所述的離子遷移管由電離區、離子門、具有電場的遷移區構成，不包含法拉第盤。

所述的質譜檢測器可以是飛行時間質譜、四級桿質譜、磁質譜。

所述的飛行時間質譜可以是直線型飛行時間質譜或反射式飛行時間質譜。

本發明的優點為：

利用二噁英前生體對二噁英進行在線監測，避免了傳統分析方法價格昂貴、分析周期長的缺點，實現了二噁英實時在線分析；利用多參數監測二噁英濃度，可以大大提高定量準確性和儀器的使用范圍。本發明為環保部門提供了一種非常好的監測手段和方法，有望解決二噁英排放監測和治理等問題。

利用離子遷移譜和飛行時間質譜聯用，實現了焚燒氣體這種復雜體系的三維分離與分析，提高識別的準確性。利用VUV電離避免了碎片離子的產生，提高了化合物定性識別的準確性。

附圖說明

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步詳細的說明：

圖1VUV電離離子遷移-飛行時間質譜在線監測二噁英的方法流程圖；

圖2VUV電離離子遷移-飛行時間質譜在線監測的氯苯、氯酚的譜圖。

具體實施方式