关于气相色谱—质谱联用技术在环境检测中的应用探究
摘要：气相色谱—质谱联用技术和传感器技术相比较而言，产生的作用和优势更高一些，它具备灵活性好、选择性强等一系列优点，因此，在环境有害物质的检测过程中得到了十分广泛的应用。本文从实际操作情况入手，主要分析了经常使用的前处理技术，并且论述了气相色谱—质谱联用技术在水以及空气污染物中的检测情况。
关键词：气相色谱—质谱联用技术；处理方法；环境检测
中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0093-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.054
The application of gas chromatography-mass spectrometry in environmental detection
Zhang Jian
（Zhonghuan Qingke （Jiaxing） Environmental Technology Research Institute Co.， Ltd.， Jiaxing Zhejiang 314099， China）
Abstract： Gas chromatography - mass spectrometry technology and sensor technology， by contrast， the role and advantage more， it has good flexibility， selectivity and a series of advantages， therefore， harmful substances in the environment of the detection process， has been very widely used. In this article， from the practical situation， this paper mainly analyzes the frequently used before processing technology， and discusses the gas chromatography - mass spectrometry technology in water and air pollution detection.
Keywords： Gas chromatography-mass spectrometry； Processing method； Environmental testing
气相色谱—质谱联用技术主要是将气相色谱的分离分析以及质谱的高分辨结构鉴定特点有效结合到一起，以此开展相应的检测工作，获取准确的精度。在不同环境情况下，都可以使用气相色谱—质谱联用技术，将其应用到多组分复杂样品的分析检测工作中去，能够起到较大的作用，获取很好的效果。
1 对气相色谱—质谱联用技术前处理方式的分析
对于环境样品而言，产生的形态包含很多种类型，其中最为明显的形态为气态、固态以及液态等。在环境中的有机物检测中，主要使用气相色谱—质谱联用技术，能够取得很好的效果。
1.1 固相萃取法
近几年，随着社会经济的快速发展，我国逐渐加大了对固相萃取法的关注力度，这一技术由于性能优良，逐渐得到了一定的推广和应用。从实际情况来看，固相萃取法的基本操作原理表现为：首先，将需要检测的物体和萃取柱中的填充物相互结合在一起，实现两者的相互吸附；然后，借助萃取剂的性能把有机物从萃取柱中分离开来，以此使被检测物和基质相互脱离。这一操作原理和液相色谱的操作原理基本上是相同的[1]。在实施处理工作前期阶段中，经常使用的萃取柱填充物包含多种类型，分别为氧化铝、硅胶材料以及活性炭等。并且，随着科学技术的快速发展，固相萃取技术得到了很大程度的改进和完善。人们对于填充料一直处于不断研制中，为固相萃取法的应用提供了有利的条件[2]。从应用情况可以看出，固相萃取法优势较大，操作过程比较的简单、灵活性强，并且在工作期间采取的试剂量比较少，成本输出低。但固相萃取法在发挥优势的同时也存在着一些问题，比如操作不具备规定化，无法有效回收和利用萃取柱等。
1.2 液—液萃取法
在进行环境样品检测的过程中，液—液萃取法本身是一种较为传统的前处理方式。这一方式的操作原理为：使用相对独立的两种溶液对被测物质进行分配和溶解。当前，被测物质中的萃取剂溶解度和基层溶液相比较而言，溶解度更高一些，因此，将其从基质溶液中脱离出来，可以实现良好的处理效果。在液—液萃取法进行处理的时候，一般使用分液漏斗，该项仪器价格不高，并且操作简便，在各个实验室内，都离不开这一装置的辅助。由于使用起来较为方便，所以在对样品前处理过程中，经常引进此种方法[3]。从应用情况来看，液—液萃取法也存在着一定的弊端。比如，在前处理过程中，需要较多的有机溶液，并且还会出现乳化情况，操作过程比较的长，严重的情况还会散发出有机剂，有机剂对周围环境和人员自身安全造成的危害比较大。
1.3 液相微萃取法
20世纪90年代的时候，液相微萃取技术出现，它是一种新型的预处理技术，这一技术主要的操作原理表现在：通过将有机物进行合理的分配，对以往传统的液—液萃取技術进行适当的改进。液相萃取过程具备集成化，操作起来比较方便，并且效率较高。尤其对于一些基质比较复杂以及痕量物质而言，是传统液—液萃取技术无法相比的。从运行情况可以看出，液相微萃取法主要包含两种方式，分别为直接浸入式液相微萃取、后萃取以及顶空液相微萃取。
1.4 顶空处理技术
一般来讲，在测定液态和固态样品中散发出来的有机物时，就会使用顶空处理技术。顶空处理技术的具体操作原理为：利用被测物在气相和固液相之间的合理分配。在气相中，被分析物含量比较的多，灵敏度强，效果明显。这一技术的优势为，不需要和固体以及液体样品直接接触，从一定程度上缓解了样品复杂的基层干扰性，进而提升了被测物的整体效率，保证了整体质量。另外，可以将顶空处理技术划分为静态顶空技术和动态顶空技术两个方面。
2 气相色谱—质谱联用技术在环境检测中的应用情况
2.1 气相色谱—质谱联用技术在环境空气检测中的具体应用
当前，随着人们生活水平的提升，在各种经济活动开展的过程中，污染物随之出现在空气中，这一污染现象主要包含工业污染气体的排放、汽车尾气以及焚烧引起的污染物，将其排放到空气中，从而造成了环境污染。在这一阶段中，存在的大气污染现象不仅对人们健康产生了很大的危害，与此同时，还不利于生态环境的保护[4]。当前，全球关注的重点问题便是全球气候受到污染的现象，所以，相关的检测技术得到了广泛的关注，人们对于大气中的污染物检测技术提出了越来越高的要求，目的是为了使其更好的应用于污染物检测环节中去。
2.2 气相色谱—质谱联用技术在土壤检测中的具体应用
农业生产在土壤中撒入了大量的农药以及化肥等，这些物体的聚集形成了较多的污染物，当残留的有机污染物超出规定范围之后，便会突破土壤的自净能力，从而对周围环境产生危害。相关人员借助萃取法将土壤中的七氯、氯丹用正己烷/ 二氯甲烷（1+1）萃取、经弗罗里柱净化浓缩定容后，然后借助气相色谱—质谱联用技术的作用，对其实施测定工作。通过使用七氯，顺、反一氯丹方法获取了相关的数据，主要包含14.7 ug/kg、3.93 ug/kg和5.28 ug/kg，从中看出，加标回收率在76.4%～114%之间，精密度（RSD）<15%8。另外，还有的研究人员在气相色谱—质谱法的基础上，针对环境土壤中多种有机氯农药进行了检测。经过相关测定过程表明，21种有机氯农药在0.2～4.0 mg/kg范围内线性关系良好，相关系数大于0.997 9。4，4'-DDT和2，4'-DDT的检出限为0.02 mg/kg，其余19种有机氯农药的检出限为0.01mg/kg，加标回收率为62.5%～103.0%，RSD表现在4.8%～9.1%。从中看出，气相色谱—质谱联用技术比较适合应用于环境土壤基质中21种有机氯农药的测定环节中去，其可以为土壤环境中有机氯农药检测方法的落实提供相关的借鉴依据。
2.3 气相色谱—质谱联用技术在环境水质检测过程中的应用情况
对水质污染实施研究和分析工作的时候，要明确注意，对于水体中的有机污染物而言，主要包含有机氯农药、高分子聚合物以及有机磷农药等多种污染物。现阶段，水体受到污染的朝着现象越来越严重性方向扩散，要想有效治理水体污染情况，首先，需要做好污染物的检验工作，根据实际情况来制定相应的预防措施，引进合适的技术。最近几年，进行有机物研究的时候，主要的研究方向为高效率、准确性以及稳定性。
3 结语
近年来，在环境检测过程中，加大了对气相色谱—质谱联用技术的关注度，并且对其进行了研制和引进。通过相关的研究数据表明，现有的气相色谱—质谱联用技术正向快捷、灵敏等多样性方向发展，从一定程度上实现了多种物质的共同检测。
参考文献
[1]曹芹，侯善勇.在线气相色谱分析在连续自动大气检测中的应用[J].科技创新导报，2017（10）：106.
[2]陈璞，顾书生，吕永鹏，马志春.气相色谱法测定饮用水中痕量溴酸盐[J].品牌與标准化，2017（23）：165.
[3]李怀渊.航空放射性测量在环境检测中的应用[J].物探与化探，2004，28（6）：515-517.
[4]龚燕飞，聂宏林.现代生物技术在环境检测中的应用[J].自动化与仪器仪表，2014（8）：97-98.
收稿日期：2018-04-28
作者简介：张坚（1986-），男，本科，中级工程师，研究方向为环境工程。
关键词：气相色谱—质谱联用技术；处理方法；环境检测
中图分类号：X83 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0093-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.054
The application of gas chromatography-mass spectrometry in environmental detection
Zhang Jian
（Zhonghuan Qingke （Jiaxing） Environmental Technology Research Institute Co.， Ltd.， Jiaxing Zhejiang 314099， China）
Abstract： Gas chromatography - mass spectrometry technology and sensor technology， by contrast， the role and advantage more， it has good flexibility， selectivity and a series of advantages， therefore， harmful substances in the environment of the detection process， has been very widely used. In this article， from the practical situation， this paper mainly analyzes the frequently used before processing technology， and discusses the gas chromatography - mass spectrometry technology in water and air pollution detection.
Keywords： Gas chromatography-mass spectrometry； Processing method； Environmental testing
气相色谱—质谱联用技术主要是将气相色谱的分离分析以及质谱的高分辨结构鉴定特点有效结合到一起，以此开展相应的检测工作，获取准确的精度。在不同环境情况下，都可以使用气相色谱—质谱联用技术，将其应用到多组分复杂样品的分析检测工作中去，能够起到较大的作用，获取很好的效果。
1 对气相色谱—质谱联用技术前处理方式的分析
对于环境样品而言，产生的形态包含很多种类型，其中最为明显的形态为气态、固态以及液态等。在环境中的有机物检测中，主要使用气相色谱—质谱联用技术，能够取得很好的效果。
1.1 固相萃取法
近几年，随着社会经济的快速发展，我国逐渐加大了对固相萃取法的关注力度，这一技术由于性能优良，逐渐得到了一定的推广和应用。从实际情况来看，固相萃取法的基本操作原理表现为：首先，将需要检测的物体和萃取柱中的填充物相互结合在一起，实现两者的相互吸附；然后，借助萃取剂的性能把有机物从萃取柱中分离开来，以此使被检测物和基质相互脱离。这一操作原理和液相色谱的操作原理基本上是相同的[1]。在实施处理工作前期阶段中，经常使用的萃取柱填充物包含多种类型，分别为氧化铝、硅胶材料以及活性炭等。并且，随着科学技术的快速发展，固相萃取技术得到了很大程度的改进和完善。人们对于填充料一直处于不断研制中，为固相萃取法的应用提供了有利的条件[2]。从应用情况可以看出，固相萃取法优势较大，操作过程比较的简单、灵活性强，并且在工作期间采取的试剂量比较少，成本输出低。但固相萃取法在发挥优势的同时也存在着一些问题，比如操作不具备规定化，无法有效回收和利用萃取柱等。
1.2 液—液萃取法
在进行环境样品检测的过程中，液—液萃取法本身是一种较为传统的前处理方式。这一方式的操作原理为：使用相对独立的两种溶液对被测物质进行分配和溶解。当前，被测物质中的萃取剂溶解度和基层溶液相比较而言，溶解度更高一些，因此，将其从基质溶液中脱离出来，可以实现良好的处理效果。在液—液萃取法进行处理的时候，一般使用分液漏斗，该项仪器价格不高，并且操作简便，在各个实验室内，都离不开这一装置的辅助。由于使用起来较为方便，所以在对样品前处理过程中，经常引进此种方法[3]。从应用情况来看，液—液萃取法也存在着一定的弊端。比如，在前处理过程中，需要较多的有机溶液，并且还会出现乳化情况，操作过程比较的长，严重的情况还会散发出有机剂，有机剂对周围环境和人员自身安全造成的危害比较大。
1.3 液相微萃取法
20世纪90年代的时候，液相微萃取技术出现，它是一种新型的预处理技术，这一技术主要的操作原理表现在：通过将有机物进行合理的分配，对以往传统的液—液萃取技術进行适当的改进。液相萃取过程具备集成化，操作起来比较方便，并且效率较高。尤其对于一些基质比较复杂以及痕量物质而言，是传统液—液萃取技术无法相比的。从运行情况可以看出，液相微萃取法主要包含两种方式，分别为直接浸入式液相微萃取、后萃取以及顶空液相微萃取。
1.4 顶空处理技术
一般来讲，在测定液态和固态样品中散发出来的有机物时，就会使用顶空处理技术。顶空处理技术的具体操作原理为：利用被测物在气相和固液相之间的合理分配。在气相中，被分析物含量比较的多，灵敏度强，效果明显。这一技术的优势为，不需要和固体以及液体样品直接接触，从一定程度上缓解了样品复杂的基层干扰性，进而提升了被测物的整体效率，保证了整体质量。另外，可以将顶空处理技术划分为静态顶空技术和动态顶空技术两个方面。
2 气相色谱—质谱联用技术在环境检测中的应用情况
2.1 气相色谱—质谱联用技术在环境空气检测中的具体应用
当前，随着人们生活水平的提升，在各种经济活动开展的过程中，污染物随之出现在空气中，这一污染现象主要包含工业污染气体的排放、汽车尾气以及焚烧引起的污染物，将其排放到空气中，从而造成了环境污染。在这一阶段中，存在的大气污染现象不仅对人们健康产生了很大的危害，与此同时，还不利于生态环境的保护[4]。当前，全球关注的重点问题便是全球气候受到污染的现象，所以，相关的检测技术得到了广泛的关注，人们对于大气中的污染物检测技术提出了越来越高的要求，目的是为了使其更好的应用于污染物检测环节中去。
2.2 气相色谱—质谱联用技术在土壤检测中的具体应用
农业生产在土壤中撒入了大量的农药以及化肥等，这些物体的聚集形成了较多的污染物，当残留的有机污染物超出规定范围之后，便会突破土壤的自净能力，从而对周围环境产生危害。相关人员借助萃取法将土壤中的七氯、氯丹用正己烷/ 二氯甲烷（1+1）萃取、经弗罗里柱净化浓缩定容后，然后借助气相色谱—质谱联用技术的作用，对其实施测定工作。通过使用七氯，顺、反一氯丹方法获取了相关的数据，主要包含14.7 ug/kg、3.93 ug/kg和5.28 ug/kg，从中看出，加标回收率在76.4%～114%之间，精密度（RSD）<15%8。另外，还有的研究人员在气相色谱—质谱法的基础上，针对环境土壤中多种有机氯农药进行了检测。经过相关测定过程表明，21种有机氯农药在0.2～4.0 mg/kg范围内线性关系良好，相关系数大于0.997 9。4，4'-DDT和2，4'-DDT的检出限为0.02 mg/kg，其余19种有机氯农药的检出限为0.01mg/kg，加标回收率为62.5%～103.0%，RSD表现在4.8%～9.1%。从中看出，气相色谱—质谱联用技术比较适合应用于环境土壤基质中21种有机氯农药的测定环节中去，其可以为土壤环境中有机氯农药检测方法的落实提供相关的借鉴依据。
2.3 气相色谱—质谱联用技术在环境水质检测过程中的应用情况
对水质污染实施研究和分析工作的时候，要明确注意，对于水体中的有机污染物而言，主要包含有机氯农药、高分子聚合物以及有机磷农药等多种污染物。现阶段，水体受到污染的朝着现象越来越严重性方向扩散，要想有效治理水体污染情况，首先，需要做好污染物的检验工作，根据实际情况来制定相应的预防措施，引进合适的技术。最近几年，进行有机物研究的时候，主要的研究方向为高效率、准确性以及稳定性。
3 结语
近年来，在环境检测过程中，加大了对气相色谱—质谱联用技术的关注度，并且对其进行了研制和引进。通过相关的研究数据表明，现有的气相色谱—质谱联用技术正向快捷、灵敏等多样性方向发展，从一定程度上实现了多种物质的共同检测。
参考文献
[1]曹芹，侯善勇.在线气相色谱分析在连续自动大气检测中的应用[J].科技创新导报，2017（10）：106.
[2]陈璞，顾书生，吕永鹏，马志春.气相色谱法测定饮用水中痕量溴酸盐[J].品牌與标准化，2017（23）：165.
[3]李怀渊.航空放射性测量在环境检测中的应用[J].物探与化探，2004，28（6）：515-517.
[4]龚燕飞，聂宏林.现代生物技术在环境检测中的应用[J].自动化与仪器仪表，2014（8）：97-98.
收稿日期：2018-04-28
作者简介：张坚（1986-），男，本科，中级工程师，研究方向为环境工程。
