1. 空气污染物的种类

空气污染物大致可分为以下几类：

1.1 重金属污染物

重金属污染物是空气污染中最为关注的一类。常见的重金属污染物包括铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）、砷（As）等。这些元素在工业排放、交通污染、农业活动等中广泛存在。它们对人体健康、生态环境以及气候变化具有严重影响。

1.2 非金属污染物

除了重金属外，空气中的非金属污染物也广泛存在，如氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO₂）等。这些气体在工业排放和燃烧过程中产生，长期暴露会对呼吸系统和心血管系统产生严重影响。

1.3 颗粒物（PM）

颗粒物（PM，Particulate Matter）是空气中的固体或液体悬浮颗粒。颗粒物根据粒径的不同，通常分为PM10、PM2.5和PM1等。PM2.5特别引起广泛关注，因为其微小的粒径使其能够深入肺部，甚至进入血液循环。颗粒物中含有多种元素，特别是重金属元素，这些元素在空气质量监测中至关重要。

2. 赛默飞iCAP TQ ICP-MS的优势

赛默飞iCAP TQ ICP-MS作为一种高精度的元素分析仪器，能够通过感应耦合等离子体源生成极为高效的离子化过程，并通过三重四极质谱技术实现高灵敏度和高选择性的元素检测。相较于传统的ICP-MS，三重四极质谱（QqQ）技术具有以下优势：

2.1 高灵敏度

iCAP TQ ICP-MS可以通过优化碰撞池（collision cell）和反应池（reaction cell）的条件，实现对复杂样品中低浓度元素的高效检测。在环境空气样品中，重金属通常浓度较低，iCAP TQ ICP-MS的高灵敏度能够确保即使在痕量级别也能准确检测。

2.2 高选择性

采用三重四极质谱的设计，使得iCAP TQ ICP-MS能够在多个质量范围内进行多个离子通道的选择性监测。利用多反应监测（MRM）模式，能够有效地消除同位素干扰、同质异质离子干扰等，从而提高检测的选择性。

2.3 高抗干扰能力

空气样品中往往包含较复杂的基质，例如水分、气态污染物、颗粒物等，这些基质可能会影响仪器的性能。iCAP TQ ICP-MS通过高效的碰撞池和反应池设计，可以有效去除气体分子离子和基质干扰，减少空气中其他成分的影响，提高目标元素的准确度。

3. 空气中污染物检测的前处理方法

为了能够准确检测空气中的污染物，尤其是重金属和颗粒物，样品前处理是非常重要的一步。空气样品通常需要通过特定的方法转化成液态样品，才能进行ICP-MS分析。以下是空气样品的常见前处理方法：

3.1 采样

空气中的颗粒物通常通过高效空气采样器（如滤膜采样器、吸附管等）进行捕集。采样器能够捕捉到空气中的颗粒污染物，并通过过滤器、吸附剂等将样品收集。

• 滤膜采样法：使用特定的滤膜过滤空气中的颗粒物，常用的滤膜材质有聚四氟乙烯（PTFE）膜、硝酸纤维素膜等。根据需要，选择不同孔径的滤膜以捕捉不同粒径的颗粒物。

• 吸附管采样法：利用活性炭等吸附剂收集空气中的气态污染物。

3.2 颗粒物样品处理

对于颗粒物样品，通常需要通过酸溶解或熔融处理将其中的元素转化为溶液形式，便于ICP-MS分析。

• 酸消解法：常使用浓硝酸、氢氟酸等酸溶解颗粒物样品。通过加热或加压消解，能够将颗粒物中的元素溶解到溶液中，以便进一步分析。

• 高温熔融法：在某些情况下，使用高温熔融方法将样品中的元素转化为熔融状态，然后进行溶解和稀释。

3.3 气态污染物的捕集

气态污染物，如重金属气体（如铅蒸气）或其他有害气体，可以通过吸附剂进行捕集。常见的气态污染物捕集方法包括：

• 化学吸附法：使用特殊的吸附材料（如氯化铝、二氧化硅等）捕集空气中的污染物。这些吸附剂能够有效吸附气态金属元素和其他有害气体。

• 冷凝法：对于低沸点的气态污染物，可以通过冷凝技术将气体转化为液态样品进行分析。

3.4 样品稀释和优化

在经过前处理后，样品中的污染物浓度可能较高，需要进行适当的稀释。此外，利用内标法进行质量控制，能够校正可能的误差，确保分析结果的准确性。

4. 空气中污染物的检测方法

空气样品经过处理后，可以进入iCAP TQ ICP-MS进行元素分析。iCAP TQ ICP-MS可以检测各种金属元素及其化合物，尤其是在复杂基质中，具有显著的优势。以下是iCAP TQ ICP-MS检测空气污染物的常见方法：

4.1 多反应监测（MRM）模式

iCAP TQ ICP-MS的多反应监测模式能够同时监测多个反应通道，提高了分析的效率和准确性。在检测空气污染物时，可以通过设置不同的反应通道来排除干扰离子，实现高选择性分析。

4.2 反应池技术

反应池（reaction cell）是一种重要的干扰消除技术，可以通过引入反应气体（如氨气、氧气等）与干扰离子发生反应，转化为无干扰的离子。对于空气中的重金属元素，常常使用氧气或氨气作为反应气体，消除分子离子干扰，保证目标元素的信号不受影响。

4.3 内标法

内标法通过在样品中添加已知浓度的内标元素（如铟、铂等）来校正样品中的干扰和分析误差。内标元素与目标元素在仪器中具有相似的离子化特性，因此可以用来校正分析过程中可能出现的信号波动。

4.4 定量分析和标准曲线法

在ICP-MS分析中，定量分析通常使用标准曲线法。通过用已知浓度的标准溶液绘制标准曲线，进而计算样品中目标元素的浓度。在空气污染物的检测中，标准曲线的建立对准确测量污染物浓度至关重要。

5. 检测的污染物类型

iCAP TQ ICP-MS可以检测空气中的多种污染物，特别是重金属元素。常见的污染物包括：

5.1 铅（Pb）

铅是一种有毒重金属，长期暴露会导致严重的健康问题，特别是对儿童的神经系统。铅的污染主要来源于汽车尾气、工业排放等。