硫化氢（H2S），一种臭鸡蛋味的无色气体，是在厌氧条件下产生的恶臭、强腐蚀性、有毒害气体，长期以来被认为是有毒气体和环境污染物。工作场所中，H2S 吸入是导致死亡的第二大常见原因，其存在场合十分多样且都与人类身心健康密切相关，相关标准也规定了工作场所 H2S 的职业暴露限值。但来自真实世界测量条件的干扰以及诸如湿度、温度、复杂基质等的影响，使得既有方法对于 H2S 的实时检测可实施性差。因此，寻找一种检测速度快、灵敏度高、选择性好、受环境干扰小的新方法，对于环境中 H2S 的实时检测至关重要。
近日，大连化物所质谱与快速检测研究中心（102组群）基于自主研发的离子迁移谱技术，发展了一种臭氧辅助光电离离子迁移谱耦合时间分辨动态稀释前处理技术（TRDD-IMS），实现了高湿环境中 H2S 的高灵敏、高稳定、快速检测，应用于下水道中H2S 的现场监测时发现其浓度与人类活动密切相关，验证了该方法的可行性。
在前期相关研究的基础上（Talanta 153 (2016) 295 – 300；J. Breath. Res. 9 (2015) 016002），本工作通过在迁移管漂气路中串入臭氧氧化装置实现了产物离子单一化，解决了 H2S 样品在 PI - IMS 中多产物离子的定量问题，同时显著提升了 H2S 的检测灵敏度；发展了臭氧氧化与时间分辨动态稀释(TRDD)相结合的在线进样方式，解决了 H2O 中 H2S 分离、检测的难题，克服了湿气等复杂背景对 IMS 的干扰，单次检测周期仅 90 s。当相对湿度从 22 % 增加到 95 % 时，H2S 信号强度的相对标准偏差(RSD)为 3.0 %。通过优化流量参数，检出限(LOD)为2.5 ppb；通过日间重复性测试，连续 3 天的线性响应曲线 RSD 为 2.5 %。与目前用于检测 H2S 这种有害气体的方法和技术相比，TRDD – IMS 检测仪具有稳定性好、灵敏度高、响应快速等优点，特别适用于违规排放的现场检测和实时监控，对超标排放进行预警。
相关研究以“Ozone-enhanced photoionization ion mobility spectrometry coupled with time-resolved dynamic diluter for on-site monitoring of H2S in humid atmosphere”为题，于近日发表在《传感器和执行器B– 化学》（Sensors and Actuators: B. Chemical）上。该工作的第一作者是我中心与大连交通大学联合培养硕士研究生李嘉乐。通讯作者是我所黄卫副研究员和李海洋研究员。上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。（文/图 李嘉乐、黄卫）
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136049
