大氣污染防治的“眼睛”與“智囊”

鄭秀亮

全球領(lǐng)先的大氣PM2.5在線源解析質(zhì)譜系統(tǒng)、多物種高時空分辨率的走航系統(tǒng)、大氣VOCs吸附濃縮在線監(jiān)測系統(tǒng)、超復(fù)雜大氣組分分析系統(tǒng)……由廣州禾信儀器股份有限公司（以下簡稱“禾信儀器”）開發(fā)的多種質(zhì)譜儀器產(chǎn)品，在“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”中對PM2.5、VOCs等進(jìn)行實(shí)時在線監(jiān)測及分析，為大氣污染防治工作提供科學(xué)指引和重要技術(shù)支撐。

作為目前中國少數(shù)在質(zhì)譜儀器制造領(lǐng)域進(jìn)行正向研發(fā)（自主研發(fā)）、擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的企業(yè)，禾信儀器研發(fā)的質(zhì)譜儀器，成為各地大氣污染防治工作的“眼睛”與“智囊”，為污染攻堅立下汗馬功勞。

自主研發(fā)，打造國產(chǎn)質(zhì)譜儀

質(zhì)譜儀是一種按離子或者碎片離子質(zhì)荷比不同進(jìn)行分離測定的高精密度分析儀器，具有靈敏度高、分辨率高、分析速度快等優(yōu)勢。雖然它在全球發(fā)展的歷史才近110年，但在醫(yī)療健康、食品安全、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)分析、國家安全領(lǐng)域，具有不可替代的作用和舉足輕重的地位。

由于涉及精密電子、精密機(jī)械、高真空、軟件工程、自動化控制等技術(shù)，以及電子離子光學(xué)、物理化學(xué)等學(xué)科，質(zhì)譜技術(shù)投入大、產(chǎn)業(yè)化周期長，因此一直以來被少數(shù)幾個國家所壟斷。質(zhì)譜技術(shù)在中國起步較晚，到目前僅有斷斷續(xù)續(xù)的60年左右。在一代代人的不懈努力下，市場上逐漸有了國產(chǎn)儀器的身影。在當(dāng)前國內(nèi)實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜儀器產(chǎn)品自主正向開發(fā)的規(guī)?；髽I(yè)中，禾信儀器是少數(shù)企業(yè)之一。

“由于國內(nèi)起步晚、技術(shù)儲備少，開展質(zhì)譜儀器產(chǎn)品研發(fā)時，我們面臨著資金缺乏、人才缺乏以及技術(shù)條件不足等情況?！焙绦艃x器負(fù)責(zé)人表示，國內(nèi)科學(xué)儀器市場一開始對國產(chǎn)質(zhì)譜儀并不看好，但禾信儀器始終堅持自主研發(fā)。一方面是國家級、省級、科技部等撥付的部分專項(xiàng)基金，另一方面就是“堅持做中國人的質(zhì)譜儀器”的信念，長期保持高水平的研發(fā)投入，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)不斷創(chuàng)新。

“人員組成上就可以看出我們對研發(fā)工作的重視?！焙绦艃x器負(fù)責(zé)人指出，公司目前擁有員工400多名，其中研發(fā)人員就超過100人，而且一直注重“產(chǎn)學(xué)研用金”相結(jié)合的發(fā)展模式，與20所國內(nèi)著名研究所、高校建立了密切的合作關(guān)系，廣泛開展技術(shù)研究、應(yīng)用示范和人才培養(yǎng)等工作，“我們一直注重與國外高端質(zhì)譜研究機(jī)構(gòu)深入合作，包括俄羅斯科學(xué)院物理化學(xué)研究所、德國吉森大學(xué)、美國加州大學(xué)、日本島津公司等。”

目前，禾信儀器已成功研制出在線單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀、在線揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)譜儀、大氣壓電離飛行時間質(zhì)譜儀、基于飛行時間質(zhì)譜技術(shù)的金屬化殘余氣體檢測儀等，使我國成為國際上少數(shù)掌握高分辨飛行時間質(zhì)譜核心技術(shù)的國家之一，還曾創(chuàng)造過中國大型高端科學(xué)儀器初次出口歐美的歷史。

針對市場需求，

研發(fā)環(huán)境治理產(chǎn)品

成立之初，禾信儀器跟鋼鐵研究總院合作，研制用于鋼鐵類產(chǎn)品生產(chǎn)檢測的質(zhì)譜儀;后來又研制生物檢測類質(zhì)譜儀;之后又嘗試過用于石油勘探檢測的質(zhì)譜儀等等。幾經(jīng)周折，在2010年研發(fā)出應(yīng)用于環(huán)境領(lǐng)域的質(zhì)譜產(chǎn)品，并廣受市場歡迎，從此開啟專業(yè)化質(zhì)譜發(fā)展道路。

如大氣PM2.5在線源解析質(zhì)譜系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)PM2.5小時級別的來源解析。在單機(jī)運(yùn)行模式下即可同時、實(shí)時提供顆粒物粒徑及顆粒物上元素和物種信息，并且能夠發(fā)現(xiàn)單個顆粒物上各化學(xué)物種之間的聯(lián)系，無需繁雜的后續(xù)樣品處理，避免了多臺儀器數(shù)據(jù)處理難度大的問題，同時源解析結(jié)果時間分辨率可達(dá)1小時，較傳統(tǒng)方法幾個月的時間分辨率有了飛躍提升。

大氣VOCs秒級多組份走航監(jiān)測系統(tǒng)，具有實(shí)時、快速、在線的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)空氣和水環(huán)境中VOCs及惡臭氣體定性定量檢測，能在秒級測量到空氣中幾百種污染物質(zhì)，節(jié)省了離線方法中對樣品采樣、存貯、運(yùn)輸?shù)冗^程所需要的時間，目前也可車載，在車輛行駛的過程中邊走邊實(shí)時在線連續(xù)監(jiān)測多種VOCs成分，可實(shí)時獲取不同物種濃度分布和變化規(guī)律，快速深入了解區(qū)域污染物分布情況，鎖定關(guān)鍵物種，實(shí)時追溯污染物來源，精確判定污染區(qū)域、行業(yè)，甚至是污染企業(yè)，為實(shí)施空氣VOCs污染精細(xì)化管理提供技術(shù)支撐。

大氣VOCs吸附濃縮在線監(jiān)測系統(tǒng)滿足《環(huán)境空氣揮發(fā)性有機(jī)物氣相色譜連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》（HJ1010—2018）標(biāo)準(zhǔn)要求，可同時實(shí)現(xiàn)環(huán)境空氣中C2～C12組分不少于一百多種揮發(fā)性有機(jī)物的在線定性與定量分析，為用戶提供實(shí)時、準(zhǔn)確的空氣VOCs組分信息，同時通過該系統(tǒng)還可以開展臭氧來源解析工作，支撐掌握臭氧污染成因及來源。

……

根據(jù)這些產(chǎn)品的功能特點(diǎn)，禾信儀器還形成了一套綜合性的大氣環(huán)境污染防治解決方案，這套方案為空氣質(zhì)量改善、排名提升、應(yīng)急事件處理及服務(wù)企業(yè)等環(huán)境管理目標(biāo)提供技術(shù)支撐、大氣環(huán)境污染防治綜合解決方案和核心技術(shù)，形成“找問題、找原因、開藥方、做評估”閉環(huán)的大氣污染攻堅戰(zhàn)技術(shù)支撐服務(wù)體系。

服務(wù)客戶需要，

提供有效解決方案

2018年11月—12月期間，廣州市某轄區(qū)某小學(xué)因地處某產(chǎn)業(yè)園周邊，學(xué)校師生反映經(jīng)常聞到刺鼻的氣味。區(qū)政府接到投訴后高度重視，立即委派禾信儀器前往周邊進(jìn)行排查?；诋愇稓怏w快速源識別系統(tǒng)，禾信儀器對周邊130余家涉氣企業(yè)進(jìn)行了源譜采集，并使用污染源識別應(yīng)急監(jiān)測車定點(diǎn)監(jiān)測，監(jiān)測完進(jìn)行溯源比對，最后發(fā)現(xiàn)了幾家企業(yè)污染排放貢獻(xiàn)尤其突出，根據(jù)排查結(jié)果環(huán)保部門對這幾家企業(yè)進(jìn)行了約談?wù)摹?/p>

2019年1月，廣州市黃埔區(qū)委托禾信儀器開展大氣污染防治綜合服務(wù)，綜合運(yùn)用PM2.5在線源解析、VOCs走航等多種技術(shù)手段，分析污染特征及來源，找到問題區(qū)域、問題企業(yè)、問題工段，有針對性地開展整治。到了年底，黃埔區(qū)環(huán)境空氣中各項(xiàng)主要污染物顯著下降，區(qū)域大氣污染防治效果明顯。

其實(shí)早在2006年，禾信儀器就開始進(jìn)行質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境污染防治的技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)，在全國范圍內(nèi)協(xié)助各地生態(tài)環(huán)境部門有針對性地開展大氣污染防治工作。截至目前，VOCs走航監(jiān)測覆蓋全國將近30個省、230多個城市，累計走航行程超過20萬公里，幫助國內(nèi)50多個工業(yè)園區(qū)解決惡臭擾民投訴事件;PM2.5在線源解析服務(wù)范圍覆蓋全國30多個省、220多個城市，采集超過8.5萬天的監(jiān)測數(shù)據(jù)，僅京津冀及周邊區(qū)域就向中國環(huán)境監(jiān)測總站提供區(qū)域應(yīng)急報告170余期，助力各地打好打贏“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”。