靠‘谱’系列之VOCs走航案例未知因子判定 ——对氯三氟甲苯为例

对氯三氟甲苯，简称PCBTF，无色透明液体，不溶于水，可溶于醇、醚、苯等有机溶剂，分子式为C₇H₄F₃Cl，分子量为180.55，CAS号为98-56-6，结构式如图1。^[1]

图1.对氯三氟甲苯结构式

对氯三氟甲苯是一个量大面广的中间有机体，主要用于合成医药氟乐灵、乙丁氟乐灵，农药氟酯肟草醚、氟碘胺草醚，以及羧氟醚除草剂等；此外，还可用于染料工业。^[1]对氯三氟甲苯为易燃、有毒化学品，遇明火、高热或与氧化剂接触能燃烧，并散发有毒气体，对环境有危害，应特别注意对水体的污染。^[2]接触会引起皮肤刺激，其蒸气能刺激人眼、皮肤和呼吸系统，经常与皮肤接触会引起皮炎。^[2]

目前，对各省市重点区域的重点工业园区和企业集群，生态环境部要求组织开展走航监测，排查突出问题，评估整治效果。^[3]在某医药园区的常规走航监测中，VOCs移动检测车经过XX药业厂界时，仪器质谱图中荷质比m/Q 180和m/Q161的信号强度升高较明显。该信号均不在常规监测清单当中，且企业现场未找到明显匹配因子。走航结束后，对上述疑点数据重点分析，确定m/Q180的精确荷质比为m/Q 179.995，匹配最佳化学式为C₇H₄F₃Cl⁺；m/Q 161的精确荷质比为m/Q160.996，匹配为C₇H₄F₂Cl⁺。

通过对该药业的原辅料因子进一步分析，确认m/Q180对应因子为对氯三氟甲苯，如图2所示，蓝色标线是该因子的谱图分布，红色是峰所在的位置，主峰含³⁵Cl及含³⁷Cl的同位素的峰的精确质量分别是m/Q179.995和m/Q 181.992。目标峰所在位置及其同位素峰的位置和强度匹配较好。而m/Q161是C₇H₄F₃Cl⁺失去一个F原子的碎片峰。

图2.对氯三氟甲苯在Vocus PTR-TOF H₃O⁺模式下的质谱图。

从可疑点处获取的数据的时序变化来看，如图3所示，发现XX药业厂界对氯三氟甲苯的最高浓度可达25 ppbV，即200 ug/m³，单因子贡献较突出。同时，从医药行业常见溶剂甲苯的变化情况看，也呈现出相似的变化特征。

在对氯三氟甲苯的常规监测中，通常采用气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）来进行检测，以面积归一化法定量。^[2]在前期的厂界采样时段内，对于工厂瞬时排放存在时效性和样品采集不足的情况。同时类似对氯三氟甲烷这种易燃、有毒物质，高浓度的排放对现场采样人员也存在一定的风险。

图3.某次走航过程中对氯三氟甲苯和甲苯的浓度变化时序图。

本次对现场未知污染物的准确定性，充分体现了Vocus PTR-TOF仪器的高精确质量和走航过程中质量轴稳定的特点。Vocus PTR-TOF 小精灵，由于其小巧坚固，以及低能耗，可以很方便装在机动车上，对空气中的有毒有害气体进行监测。同时该型号设备为走航而设计，不受限于走航速度（可高达60km/h），对污染物检测的快速响应，可迅速的给企业或执法部门提供出污染浓度数据；同时大大减少现场采样停留时间，充分保障现场采样人员的健康和安全。

[1]https://baike.baidu.com/

[2] HG/T5278-2017.对氯三氟甲苯

[3]《2020年挥发性有机物治理攻坚方案》环大气（2020）33号