[发明专利]水中挥发性有机物的测量方法及测量装置

权利要求书

1.一种水中挥发性有机物的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、清洁空气或惰性气体源经过砂芯滤板通入待测水样中，产生的小气泡 能够将水中的有机物提取出来；

(2)、将收集的气泡经过管路通入化学电离质谱，采用高纯度氧气或水蒸汽 接入所述的化学电离质谱中作为离子源气体；

(3)、根据水中挥发性有机物的亨利常数，化学电离质谱测出来的水中挥发性 有机物的分压强，由计算机处理给出水中挥发性有机物的成份及浓度；

化学电离质谱中，进入到漂移反应管中的反应离子H₃O⁺或O₂⁺在向下游运动 的过程中与挥发性有机物M发生如下的离子-分子反应：

     

其中k是反应速率常数；漂移反应管中产物离子的数密度[MH⁺]或[M⁺]随时间变 化的关系为：

d[MH+]dt=k[H3O+][M]]]>       

d[M+]dt=k[O2+][M]]]>

上式中，[H₃O⁺]，[O₂⁺]和[M]分别是漂移反应管内H₃O⁺、O₂⁺和挥发性有机物M 的数密度；当进行痕量的水中挥发性有机物M测量时，漂移反应管中的反应离 子的数密度[H₃O⁺]或[O₂⁺]会远远大于M的数密度[M]，这时，在反应前后，反应 离子的数密度[H₃O⁺]或[O₂⁺]可认为常数；在漂移反应管末端，产物离子的数密度 [MH⁺]将为： [MH⁺]＝[H₃O⁺][M]kt₁         (3) [M⁺]＝[O₂⁺][M]kt₁

其中t₁是离子-分子反应的时间，等于离子在漂移反应管中迁移的时间；因为质 谱探测到的离子信号i(H₃O⁺)、i(O₂⁺)和i(MH⁺)正比于漂移反应管中离子的数密度 [H₃O⁺]、[O₂⁺]和[MH⁺]，因此漂移反应管内痕量挥发性有机物M的浓度为：

[M]=i(MH+)i(H3O+)1kt1]]>         

[M]=i(M+)i(O2+)1kt1]]>

测出离子强度i(MH⁺)、i(H₃O⁺)或i(O₂⁺)，利用已知的离子反应速率常数k和离子 反应时间t₁，可由(4)式得到漂移反应管中挥发性有机物M的数密度；因为漂移 反应管内部的气体全部来提取水溶液后的含挥发性有机物的气体，因此，M的 分压浓度在进入漂移反应管前后维持不变，这样，化学电离质谱测得的M的分 压浓度就是提取水溶液后的气体中挥发性有机物的浓度。