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2023年2月初，在美国俄亥俄州东巴勒斯坦镇发生了一起危险化学品列车脱轨事故，导致含有氯乙烯（Vinyl chloride 75-01-4, C2H3Cl）等有毒化学品泄漏事件。随着事态发展，事故地发生了大火并伴有大量浓烟，在周边环境中发现了动物鱼类死亡，部分居民也感受到了强烈异味感，对当地的生态环境造成了较大的污染。另外值得注意的是，现场人员也在进行‘控制释放’和‘控制燃烧’等处理残余泄漏物的操作，这些步骤中可能会产生其他的污染物，对事故周边环境产生负面影响。

图1 美国俄亥俄州东事故现场以及烟雾扩散图（图片来自于网络）

氯乙烯是一种主要用来塑料生产的重要化工原料。氯乙烯是一种刺激性毒性气体，吸入高浓度氯乙烯会引起喉部、气管和肺部炎症，并导致呼吸急促、咳嗽、头晕等症状。长期暴露在氯乙烯中，可能会对中枢神经系统造成损害，引起头痛、头晕、恶心、抽搐等症状。此次污染泄漏事件对当地的水，土壤资源和空气污染产生了不良影响，可能会长期威胁当地居民的健康。据世界卫生组织（WHO）报道，氯乙烯是1类致癌物质。氯乙烯在我国空气中最高允许排放浓度为36毫克/立方米 (约12.9 ppmV)[2]。

氯乙烯的测量因此对于职业安全和环境监测非常重要。目前主要有下列几种方法可用于测量氯乙烯：气相色谱法、红外光谱法、电化学传感器、光离子化检测器（PID)等。这些方法具有不同程度的敏感性、需要一定的样品采集和前处理时间，对样品的最低浓度有一定要求，各方法也存在一定的测量准确性和方法易用性差异。近几年，快速飞行时间质谱仪已成为一种重要的检测技术手段，在此我们利用瑞士Tofwerk AG公司生产的Vocus化学电离飞行时间质谱法（Vocus CI-TOF）来对氯乙烯及其副产物检测能力进行展示。

    氯乙烯在Vocus CI-TOF中检测到的谱图如下图所示，氯乙烯的峰出现在m/Q 61.992, 图中红色曲线是实测的谱图，绿色曲线是标准氯乙烯（C2H3Cl+）所对应的精确质量理论位置。Vocus CI-TOF对物种的检测能力可以精确到小数点后的第三位，同时结合同位素37Cl同位素分布比例，可以确保对氯乙烯准确定性。其次，利用含氯乙烯的标准气体对仪器进行了校准，来确保仪器定量的准确性。

图2 Vocus CI-TOF检测到的氯乙烯及氯37同位素峰谱图

在一次航行任务中，我们将Vocus CI-TOF搭载到监测船上，沿长江段进行了为时两天航测。这次监测中，Vocus CI-TOF保持在每秒一套数据的采集频率，在航行路径沿途测量到了一定浓度的氯乙烯，其浓度轨迹变化趋势如下图所示。一共检测到三次浓度变化较大事件，瞬时最高浓度均小于20 ppbV，低于排放标准。图3 某次航测中氯乙烯的浓度轨迹图