大气中挥发性有机物在对流层光化学氧化循环中起到关键作用，是城市和区域大气化学反应的重要前体物，对二次有机气溶胶的形成起到重要作用，直接或间接地控制光氧化剂的生成速度和效率，对大气氧化潜势有重要影响。其特点是浓度低、活性强，在大气环境领域具有重要的研究意义。大气中的有机物80%是挥发性有机物（沸点低于250℃的有机化合物，简称VOCs），组成复杂、浓度和化学活性差异大。大气中的VOCs不仅是生成光化学烟雾污染物的主要前体物，对提高城市和区域的大气氧化能力起重要作用，同时也是大气细粒子中有毒有害的有机组分的重要来源，对形成灰霾有重要贡献，一些VOCs本身具有毒性和致癌性。因此，对大气中各类VOCs进行系统监测十分必要。鉴于大气中VOCs成分复杂、浓度低，活性强，如何快速有效地检测这些有害物质是环境检测和环境科学研究的重要课题，也是环境监测仪器研发的方向。

针对我国大气气态有机物监测的关键问题，在863计划“大气复合污染关键气态污染物的快速在线监测技术”课题（No.2006AA06A301）的支持下，自主设计开发了大气中挥发性有机物在线监测系统。自主设计研发了低温冷冻捕集和热解析系统，使用超低温冷阱致冷，取代了以往仪器中使用的液氮等低温制冷剂，降低了仪器使用成本，使得该系统更适用于野外观测以及环境监测站。且系统全部采用模块化设计，利于使用、维护和推广。

图7-1 VOCs快速在线监测系统控制界面图7-2 VOCs快速在线监测系统样机

技术特点

该系统采用低温富集浓缩技术，结合气相色谱/质谱法（GC/FID/MS）检测大气中挥发性有机物VOCs（包括含氧挥发性有机物OVOCs）的一体化在线测量技术及设备。

双气路采集样品，同时去除大气中水、臭氧等干扰物。自动加入内标，实现对仪器运行状态的跟踪。

-150℃超低温冷阱，可对目标化合物实现完全捕集。空石英毛细柱捕集阱，有效地解决了极性较强化合物的吸附

、化学干扰等问题。10秒内快速加热保证干扰物去除，获得良好分析效果。

双色谱分离柱，FID和MS信号同步接收，一次完成对C2-C12目标化合物的分析。

自行研制的温度控制系统，实时在线监控系统除水、样品采集和加热解析的温度。

自行设计和编制的运行软件，可完成采样、冷冻捕集、热解析、分析、加热反吹和系统标定过程的全程自动化控制。

性能验证

目前，该系统已经有了产品化机型，多台在线仪器已经分别在广州亚运会空气质量评估、北京地区大气复合污染研究、无锡大气污染防治规划以及东亚地区大气污染物跨界输送等项目中进行了示范和应用。

图7-3 现场观测图

成果转化

本系统自2004年开始，通过专利实施许可的方式，不断推进在线的大气VOCs分析仪器的产业化进程。已建立在线的大气VOCs分析仪器的研发和生产基地，并于2009年开始实现量产，已经销售数十台。