在线质谱仪检测植物排放的挥发性有机物.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第2期2013年2月ChineseJournalofAnalyticalChemistry258～262DOI：10．3724／SP．J．1096．2013．20378在线质谱仪检测植物排放的挥发性有机物高伟谭国斌李梅粘慧青董俊国周振(上海大学环境污染与健康研究所，上海200444)(广州禾信分析仪器有限公司，广州510530)摘要利用在线检测质谱仪(SPIMS一1000)分别对高温烘烤、长时间密封保存、机械损伤等处理过的松科松洪傅属马尾松(PinusMassonianaL．)样品排

2、放的挥发性有机物(VOCs)与新鲜样品进行对比检测。SPIMS一1000在线检测质谱仪能够检忠测出植物排放的异戊二烯(m／z68)和单萜(m／z136)，及其它一些特异性组分，如(Z)一3一己烯醛(m／z98)等。利用在线检测质谱仪实现敞开环境中原位植物排放气体的检测。实验表明，在线检测质谱仪被广泛黄应用于环境中VOCs的实时、在线、定性快速检测。正程关键词在线检测质谱仪；植物排放VOCs；异戊二烯；单萜*皿j平1引言绿色植物是自然界生态系统中重要的组成部分，它一方面从环境中吸收CO，，进行光合作用形成自身所需的有机物，放出0；另一

3、方面，也向环境中释放微量的挥发性有机物(Volatileorganiccompounds，VOCs)。全球每年非甲烷挥发性有机物排放中90％以上来源于植物排放，异戊二烯(2一甲基-1，3-丁二烯)、萜烯类化合物的排放约占全球非甲烷挥发性有机物总排放的1／2，这使得它成为单一和最大的进入大气的VOCs排放源¨。植物排放的VOCs对大气物理、化学过程及调节地球上气候变化等方面都具有关键作用。植物排放VOCs的机理较复杂，而且受到植物的生理特性、环境因子、外界干扰等因素影响。研究植物排放VOCs规律对于揭示植物生理特性、植物与大气环境相互

4、作用的机制等具有重要意义J。目前，研究植物排放VOCs主要依靠传统的离线检测方式mJ，即采样后进行检测，样品在长时间运输过程会造成组分变化，而且受采样容器(如气袋)吸附作用等因素影响，造成检测结果偏差，不能很好地反映植物的生理特性。因此，建立一种在线的检测方法，实时检测植物排放的VOCs，对于植物特性及大气化学等研究都具有重要意义。利用线质谱仪分别对高温烘烤、长时间密封保存、机械损伤等处理过的松科松属马尾松(PinusMassonianaLI)样品排放的VOCs与新鲜样品进行对比检测，考察温度、湿度、机械损伤等因素对该种植物排放VO

5、Cs影响。通过户外移动测试，实现了对敞开环境中原位植物排放VOCs的实时检测。2实验部分2．1仪器与试剂SPIMS．1000挥发性有机物在线检测质谱仪(广州禾信分析仪器有限公司)，主要包括膜进样系统、单光子电离源、飞行时间质量分析器、数据采集系统及供电系统，仪器原理、构造、尺寸已做过详细报道⋯，该仪器对于常见VOCs的检出限可达到g／m级。整机示意框图见图1。采用1L／min的抽气泵取样直接检测，实验中仪器调节为单光子电离模式，所得谱图信号为分子离子信号。仪器各电压参数设置见表1。2012-06—10收稿；2012-08·14接受本

6、文系广东省重大科技专项(No．2009A080209002)、广东省国际合作项目(No．2010B050900010)、广东省联合基金项目(No．U1201232)、中国博士后科学基金资助项目(No．2011M500760)及上海高校选拔培养优秀青年教师科研专项基金(No．B．37-0111-10-005)资助E—mail：hzx126@126．tom，zhouzhen@shu．edu．cn第2期高伟等：在线质谱仪检测植物排放的挥发性有机物259图1VOCs在线检测质谱仪示意框图Fig．1Schematicdiagramofvola

7、tileorganiccompounds(VOCs)on—linemassspectrometer2．2实验方法表1仪器离子源单光子电离模式下各电压参数设置值2．2．1马尾松样品处理取新摘取Table1Voltageparameterofionsourceundersinglephotonionizationmode的马尾松带叶枝条，分为4份(A、B、C、D)各约5g；将4份枝叶分别放入4个150mL锥形瓶内，并用特制橡胶塞密封保存。A密封保存5min；B置人烘箱在200下烘烤5min；C密封保存1h；D用剪刀剪断枝叶处理后，放入锥

8、形瓶内密封保存5min。利用内径为3I／llTI的聚四氟乙烯管联通锥形瓶顶空气体和在线检测质谱仪进样系统，由气阀控制开闭，利用抽气泵抽取锥形瓶顶空气体进样检测。考察温度、湿度及机械损伤对马尾松样品释放VOCs的影响。2．2．2原位植物