二噁英前生体在线检测飞行时间质谱仪的研究与应用

【摘要】在城市生活垃圾无害化处理的道路上，焚烧法以其减容、减量化程度高，可实现资源化利用等优点被广泛使用。但是焚烧过程中产生的二噁英具有较强的致畸、致突变作用，对环境和人类的健康造成了严重威胁。二噁英在焚烧烟气中浓度极低，直接检测对检测仪器要求较高。二噁英前生体关联法的提出，为二噁英快速检测提供了新途径。飞行时间质谱（TOFMS）具有分析速度快、定性准确等优点，能够满足二噁英前生体在线检测的要求。在SIMION模拟仿真的基础上，自行研制了一台反射式TOFMS。电离源采用光子能量为10.6eV的真空紫外（VUV）灯，用于实现样品的软电离。在最优实验条件下，仪器对质荷比（m/z）为78的离子的检测分辨率达到了3000。以VUV灯-TOFMS作为检测平台，针对垃圾焚烧烟气中二噁英前生体成分的痕量测量，开发了一套富集-热解析进样系统。阵列了3根TenaxTA吸附管，分别选择三种典型的氯苯类（一氯苯、1,3-二氯苯、1,2,4-三氯苯）、氯酚类（邻氯苯酚、2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚）二噁英前生体进行检测，该系统对这六种化合物的检测限分别达到了4pptv、5pptv、14pptv、20pptv、30pptv、24pptv，响应时间在200s之内,对三种氯酚类物质的富集倍数分别为60、249、503。结合全自动控制高温电磁阀以及上位机软件控制系统，实现了气体样品连续自动的富集-热解析-质谱进样。通过对三种氯酚类物质20小时的连续监测，得到了信号强度相对标准偏差（RSD）分别为16.7%、11.01%、14.88%，响应时间RSD分别为11.16%、11.9%、11.72%。为了避免焚烧烟气中的颗粒物对仪器污染导致灵敏度下降，在电离区另外一入口通入50ppmv的苯作为校正气体，通过计算校正气体当前周期与前一周期信号强度比值关系，实现对样品信号强度的实时在线校正。以苯、甲苯、二甲苯作为目标物对校正性能进行考察，校正后三者的RSD分别为1.04%、2.17%、1.33%。在大功率无窗射频灯的基础上，设计了一种光电离源，研究了氮气、氪气、氩气、氦气及空气作为放电气体的电离性能。选择电离能小于10.6eV的丙酮和电离能大于10.6eV的氯仿进行检测，结论是射频放电灯对电离能高的化合物能够有效电离，但是对于电离能低的化合物会产生碎片。将无窗射频灯-TOMFS用于苯、甲苯、二甲苯混合标准气体的检测，结果表明在20ppbv~5ppmv的浓度范围内，具有良好的线性关系。以1,2,4-三氯苯和2,4,6-三氯酚作为检测目标物，射频灯-TOFMS对二者的信号响应分别是VUV灯-TOFMS的18倍和15倍。
【作者】蒋蕾；
【导师】李海洋；
【作者基本信息】吉林大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】反射式TOFMS；二噁英前生体；单光子电离；富集-热解析；无窗射频灯电离源；

【参考文献】
[1]曹亦辰.基于A银行中小企业信用评级的信贷管理研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[2]关治洪,刘永清.线性时变脉冲扰动大系统的稳定性[J].控制与决策,1994,05:327-332.
[3]蒋蓉.井冈山革命根据地加强党的思想建设研究[D].湖南师范大学,中共党史,2014,硕士.
[4]陈丰.基于财政视角的城乡义务教育均衡发展研究[D].中国海洋大学,农业经济管理,2014,博士.
[5]林娅静.基于视觉的选煤厂智能监控系统研究[D].中国矿业大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[6]吕倩.后现代女权主义视阈下“剩女”现象的社会学研究[D].兰州大学,人口学,2013,硕士.
[7]倪丽静.发展需求导向的普通高中生涯指导探索[D].华东师范大学,教育伦理学,2013,硕士.
[8]张保银,岳毅宏,韩文秀,张伟波.基于开环-闭环控制的离散动力系统同步研究[J].控制与决策,2005,01:51-54.
[9]王赫男.基督教对美国废奴运动的推动作用[D].西安外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[10]张景伟.GSM/EDGE射频功率放大器控制器设计[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[11]梁富程.大学生情绪智力、职业自我效能感与职业决策困难的关系研究[D].鲁东大学,应用心理学,2014,硕士.
[12]秦凤华.层流预混燃烧火焰的数值研究[D].东北大学,工程热物理,2011,硕士.
[13]陈建国.基于校园网的网络安全检测与监控系统[D].重庆大学,2004.
[14]梅杨,常娜卿,李正熙.IMC多机传动系统输入电压不平衡控制策略[J].冶金自动化,2012,04:64-68.
[15]王学坤.我国货币市场与资本市场协调发展问题研究[D].湖南大学,金融学,2003,硕士.
[16]李超.高压大功率高频DC-DC变换器研究[D].北京交通大学,2015.
[17]赵丽华.血清YKL-40和P185联合检测在早期卵巢癌诊断中的应用[D].吉林大学,妇产科学,2014,硕士.
[18]李明.电磁异常的解释方法[J].石油地球物理勘探,1981,05:64-73.
[19]李倩.抽象、具象绘画作品欣赏对创造性问题解决的影响[D].西南大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[20]侯沙沙,高燕,王宇,武帅,朱晓明,郭炳冉,张巍,徐元基,阎瑾琦,于继云.可复制型抗乙肝免疫基因治疗剂pSVK-HBVE的构建与表达[J].免疫学杂志,2014,09:816-820.
[21]张文帅.陕甘宁黄土高原区NDVI变化及其在土地利用变化检测中的适宜性[D].中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）,环境工程,2014,硕士.
[22]马银斌.Survivin在人乳腺癌中的表达及As_2O_3的抑制作用[D].重庆医科大学,外科学,2004,硕士.
[23]胡璐.向世界说明中国：文化强国战略的重要之维[D].华侨大学,马克思主义哲学,2013,硕士.
[24]应洲洲.基于RDWF-net的交通应急流程建模与资源配置优化[D].广东工业大学,机械工程,2014,硕士.
[25]夏阿南.基于人眼动态特性的驾驶疲劳检测方法研究[D].大连海事大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[26]唐菲婕.中国股市和债市的跳跃及共跳研究[D].厦门大学,金融学,2014,硕士.
[27]茆福炜.SiC微粉提纯工艺研究[D].苏州大学,材料学,2014,硕士.
[28]沈奕,滑峰,刘椿年.基于GDT的对FOIL系统的改进[J].北京工业大学学报,2005,02:204-209.
[29]王铁.论无权处分——兼释《合同法》第51条[D].安徽大学,法律,2003,硕士.
[30]张玓.直流偏磁下变压器运行特性研究[D].沈阳工业大学,电机与电器,2013,硕士.
[31]姜岩.对未来影响最大的六项前沿技术[J].发明与创新(综合科技),2011,07:43.
[32]周治华.生态价值理念与当代人生观的“生态化”[D].上海师范大学,伦理学,2004,硕士.
[33]樊菁.特异性环氧化酶-2抑制剂塞莱西布体外诱导肝癌细胞凋亡及其化疗协同作用[D].第四军医大学,外科学,2004,硕士.
[34]朱玲.GE金融服务公司战略管理案例分析[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[35]闫迎春.建国初期国家形象的构建研究（1949-1956）[D].华东交通大学,科学社会主义与国际共产主义运动,2014,硕士.
[36].中国机械工程学会流体传动与控制分会第五届委员会委员名录[J].液压与气动,2015,02:132-136.
[37]崔唯佳.高精度内径测量系统的研究与设计[D].中北大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[38]郝佳.抚顺师专教师教学质量评估报告[D].东北师范大学,应用数学,2012,硕士.
[39]杨琰.工部局与近代上海电力照明产业研究，1882-1929年[D].复旦大学,中国近现代史,2013,博士.
[40]余倩.DTN网络中束层（BP）托管传输机制的研究[D].苏州大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[41]胡宏友,张朝潮,李雄.盐度对秋茄凋落叶分解过程中物质与能量动态的影响[J].植物生态学报,2010,12:1377-1385.
[42]王昱坤.社会保障对上海市居民消费影响[D].华东师范大学,世界经济,2013,硕士.
[43]高敏.C/EBPs诱饵寡核苷酸对脓毒症小鼠多器官损伤的保护作用及机制研究[D].中南大学,病理学与病理生理学,2013,博士.
[44]王彦云.我国银行存款保险定价的实证研究[D].西南交通大学,工商管理,2012,硕士.
[45]郑会曦.汉英“头”（Head）词群的隐喻对比研究[D].西安外国语大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[46]李玉龙.服饰装扮过程对情绪的积极影响[D].西南大学,应用心理学,2014,硕士.
[47]王建飞.高效率软开关悬浮控制电源研究[D].西南交通大学,电力电子与电力传动,2014,硕士.
[48]徐丽红.金、银纳米线的制备及其光学性质的研究[D].南京航空航天大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[49]肖维妙.当前我国公务员主动退出的困境及其解决策略[D].湖南师范大学,行政管理,2014,硕士.
[50]强龙.基于无线局域网的烟气远程在线监测技术[D].内蒙古科技大学,控制工程,2014,硕士.