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环境研究院侯可勇教授课题组在污染物光电离质谱快速检测方面取得系列进展

发布日期:2023年03月30日    点击次数:

近日,环境研究院侯可勇教授课题组在污染物快速光电离质谱检测研究中取得系列进展,相关研究成果分别以“Emissions of formamide and ammonia from foam mats: on-line measurement based on dopant-assisted photoionization TOFMS and assessment of their exposure for children”和“On-site leakage locating of underground natural gas pipeline based on Ne tracer by miniature time-of-flight mass spectrometry”为题分别发表在Environmental Science & Technology(doi.org/10.1021/acs.est.2c08857)和Talanta(doi.org/10.1016/j.talanta.2022.124170)上。山东大学为论文第一完成单位,环境研究院2020级研究生党敏、博士后厉梅和2019级硕士研究生刘兵分别为论文的第一作者和共同第一作者,侯可勇教授为通讯作者。

甲酰胺被欧盟化学品管理局归类为对儿童具有生殖毒性的1B类物质。泡沫地垫是儿童接触甲酰胺和氨气的潜在来源。甲酰胺和氨气分析通常采用离线分析方法,需要对样品进行预处理,多步骤分析过程费时费力,特别是甲酰胺和氨气为极性化合物,容易吸附于管路表面或发生相互作用,影响定量的准确性。本研究自行设计了一个小型特氟龙(Teflon)环境舱,与实验室自主研发的真空紫外光化学电离质谱(DA-APPI-TOFMS)进行联用,在线实时分析了儿童泡沫地垫中甲酰胺和氨气排放浓度水平和影响因素,评估了泡沫地垫中甲酰胺和氨气对儿童的暴露风险。实验在三种不同原材料的21个泡沫地垫(EVA:n=7,EVA:n=7,PE:n=7)中均检测到了高浓度的甲酰胺(平均3363.72 mg/m3)和氨气(平均1586.78 mg/m3)释放量。对影响释放量的因素的研究结果表明,释放量与温度呈正相关,与空气交换率呈负相关,而比释放率(SER)与空气交换率呈正相关。连续28天释放测试结果表明,甲酰胺可能是泡沫地垫产品在其生命周期内的永久性室内污染物。对0.5~6岁儿童的暴露评估显示,0.5~2岁年龄组的暴露量最高。这项工作为进一步研究儿童暴露于泡沫地垫的室内污染环境提供了关键信息。

城市埋地天然气管网在某种程度上已经成为城市“生命线”的重要组成部分。天然气管路难免会发生泄漏,对人民的生命财产安全以及环境造成危害。对埋地天然气管路泄漏的快速、准确定位能够加快现场维修速度、减少损失和安全隐患。

为此,课题组与北京燃气公司发展了埋地天然气管路泄漏位置准确定位的氖气示踪法,并利用实验室自主研发的便携式飞行时间质谱(mini-TOFMS)现场检测泄漏氖气进行管道泄漏点位快速定位。mini-TOFMS利用毛细管直接采样,无需样品前处理,仪器在现场的单个样品的分析时间为60s,且mini-TOFMS与传统实验室离线气相色谱法(GC)检测氖气的定量相关性达到0.98。利用本方法实现了试验场地的埋地天然气管道泄漏位置钻地孔氖气含量快速定位,试验结果充分证实了本方法的可靠性。该工作能够为埋地天然气管路,特别是对于铺设于同一路面下不同燃气压力的天然气管路泄漏位置的准确、快速定位提供有效的技术和方法。

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上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学面上基金、山东省泰山青年基金等的资助。

【 作者:党敏 厉梅   来源:环境研究院    责任编辑:周天 刘璇 】

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