单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪(ATOFMS)可瞬间监测到放射性元素
2011-03-16
据《东方早报》报道，在复旦大学环境与科学工程系有一台监测仪器，学名“单颗粒气溶胶飞行时间质谱仪（ATOFMS）”，通过它，可以迅速并即时地分析出放射性元素的情况，对于因核泄漏而产生的放射污染物能做到实时监测。这种国际一流水平的先进仪器目前全国只有3台，一台在上海。
据大气环境专家、复旦大学环境与科学工程系常务副主任陈建民教授介绍，这台仪器约在2006年由复旦大学从美国引进，对于重金属的监测灵敏度相当高，从日本地震发生到现在，该仪器24小时监控，没有监测到放射性元素的异常数据，所有的数据都和地震前一样正常，说明目前上海还没有受到放射物污染，市民不必担忧和恐慌。
复旦大学环境与科学工程系讲师陈宏负责气溶胶质谱仪的日常运行管理工作和监测，他表示，和一些大功率的采样仪需要收集很多的颗粒才能进行监测不同，气溶胶质谱仪哪怕只有一颗颗粒也能监测，而且一分钟可以监测20个颗粒，核泄漏产生的放射性金属元素瞬间就能监测出来。
据陈宏介绍，大气气溶胶是由分散在空气中的颗粒组成，这些颗粒的粒径与化学组分有着很大的差异，传统的气溶胶采样方法是将气溶胶颗粒收集在滤膜上，因此所得到的化学组分是所有颗粒的平均结果。然而，获取单颗粒的信息对于研究气溶胶至关重要，单颗粒的粒径与化学组分往往可以用来分析这个颗粒的来源以及它在大气中的演化。
ATOFMS就是为满足这种需要而开发出来的。ATOFMS可以同时在线监测气溶胶单颗粒的空气动力学直径和化学组分。它由三部分组成：颗粒采样区；颗粒粒径监测区；飞行时间质谱区（质谱分析部分）。
ATOFMS监测颗粒化学组分的过程为：当颗粒经过两束532nm激光时，颗粒速度可以被计算出，从而获得颗粒进入飞行时间质谱管的时刻。在颗粒到达飞行时间质谱管，一束强紫外激光（266nm）发射并击中颗粒，激光的能量被颗粒吸收，颗粒的化学成分蒸发并形成离子（如NaCl形成Na+和Cl-）。然后离子的质荷比以及离子的数量可以被飞行时间质谱监测。
据了解，ATOFMS的采样地点位于上海市市区的复旦大学环境科学系。这个地点邻近居住区和城市主干道，可以代表典型的城市环境。大气颗粒通过一根4m长的铜管（管径为1cm）进入ATOFMS。一个空气泵（流量约为10l/min）连接在铜管的底端，以减少气体在铜管内的停留时间。铜管的入口大约距离地面5m。
