蔣國龍 高姍姍

（麗水市環(huán)境監(jiān)測中心站 浙江麗水 323000）

探討氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在環(huán)境有機(jī)污染物檢測中的應(yīng)用

蔣國龍 高姍姍

（麗水市環(huán)境監(jiān)測中心站 浙江麗水 323000）

近些年來，隨著人們對于環(huán)境質(zhì)量要求的日益提高和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的檢測手段被應(yīng)用于環(huán)境有機(jī)污染物檢測之中，氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)就是其中一種。本文就在對氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)和前期處理介紹的基礎(chǔ)上，分析了其在幾種環(huán)境有機(jī)污染物檢測中的應(yīng)用。

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)；前期處理；環(huán)境有機(jī)物檢測：應(yīng)用

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC—MS）技術(shù)既具備氣相色譜技術(shù)檢測效率高、分離能力強(qiáng)的特點，也具備質(zhì)譜技術(shù)靈敏性、準(zhǔn)確性高的特點，能夠有效地對各種復(fù)雜的有機(jī)化合物進(jìn)行分析，因此，在環(huán)境有機(jī)污染物檢測中被運用的較為廣泛。

1 氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)

1.1 工作原理

GC—MS技術(shù)的工作原理是在氣相和固定相中，性質(zhì)不同的物質(zhì)其分配系數(shù)也會有所區(qū)別。在使用過程中，需要先將樣品進(jìn)行混合，然后利用載氣將混合后的樣品帶入到色譜柱中，氣相和固定相會對性質(zhì)不同的物質(zhì)進(jìn)行反復(fù)地分配，當(dāng)移動的柱長達(dá)到一定值后，便會彼此發(fā)生分立，按照一定的順序逐次進(jìn)入到質(zhì)譜儀中。在質(zhì)譜儀中，物質(zhì)會被分解成離子，質(zhì)量分析器會按照離子質(zhì)荷比的不同對離子進(jìn)行分離，然后再使用檢測器對分離后的離子信息進(jìn)行檢測和記錄[1]。

1.2 基本儀器

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)主要的儀器為GC—MS儀，其構(gòu)成主要有色譜、接口和質(zhì)譜等單元，根據(jù)其工作原理，氣相色譜儀可以視為是質(zhì)譜的進(jìn)樣器，而質(zhì)譜儀也可以當(dāng)做是氣相色譜的檢測器。

在GC—MS儀中，常用的將氣相分子離子化的離子源主要有化學(xué)電離源（CI）、電子轟擊源（EI）和場致電離源等，其中被應(yīng)用的最多的是EI源，已經(jīng)有許多成熟的有機(jī)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)庫，比如農(nóng)藥庫、揮發(fā)油庫和NIST庫等。另外，常見的質(zhì)量分析器有飛行時間質(zhì)量分析器、離子阱質(zhì)量分析器、四極質(zhì)量分析器以及磁質(zhì)量分析器等，其中，應(yīng)用較為廣泛的是分辨率在2000以下的四極質(zhì)量分析器和分辨率中、高的磁質(zhì)量分析器[2]。

1.3 應(yīng)用現(xiàn)狀

GC—MS技術(shù)能夠有效地實現(xiàn)復(fù)雜混合物的分離、鑒定和含量分析，是當(dāng)前最為成功的聯(lián)用技術(shù)之一，對于石油、農(nóng)業(yè)、食品和環(huán)境等領(lǐng)域的檢測有著重要的意義，被廣泛應(yīng)用于水體、土壤、有機(jī)氯農(nóng)藥、沉積物、多環(huán)芳烴、毒殺芬和多溴聯(lián)苯醚類等有機(jī)物的檢測中。以毒殺芬和農(nóng)藥檢測為例，充分體現(xiàn)了GC—MS技術(shù)強(qiáng)大的分析能力，見圖1和圖2。

圖1 GC-MS測定的毒殺芬總離子流色譜圖

圖2 GC-MS測定的287種農(nóng)藥總離子色譜圖

2 氣相色譜—質(zhì)量聯(lián)用技術(shù)檢測前的樣品處理

在GC—MS技術(shù)的實際使用中，為保證檢測結(jié)果的快速、準(zhǔn)確，需要選擇合理的有機(jī)污染物樣品處理方法，主要有液-液萃取、固相萃取和液相萃取三種。

2.1 液-液萃取

液-液萃取的工作原理是在目標(biāo)物質(zhì)在互不混溶的液體中，其分布規(guī)律有所不同，來對目標(biāo)有機(jī)物進(jìn)行提取，常用水中半揮發(fā)、不易揮發(fā)有機(jī)物提取的方法，主要使用的儀器為分液漏斗。液-液萃取能夠有效地避免水樣中無機(jī)物的干擾，分離效率較高，操作簡單，能夠用于大規(guī)模的生產(chǎn)[3]。

在液-液萃取過程中，首先要選擇合適的有機(jī)溶劑，以優(yōu)化有機(jī)污染物采集的步驟，同時，可以通過加入無機(jī)鹽、調(diào)節(jié)pH值、調(diào)節(jié)水相和有機(jī)相的比例等措施來提高有機(jī)污染的萃取效率。

2.2 固相萃取

固相萃取是通過利用液相色譜固定相為萃取劑，對水樣中的痕量目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行吸附，然后再利用熱脫附或其他選擇性溶劑將目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行洗脫的方法，來獲得純化、富集的目標(biāo)分析物。其優(yōu)點在于能夠減少對環(huán)境的污染，并有效避免有機(jī)溶劑中雜質(zhì)對被測目標(biāo)物的影響，操作簡單。

近些年來，在固相萃取技術(shù)基礎(chǔ)上，又發(fā)展出了固相微萃取技術(shù)，其工作原理與固相萃取大體一致，作吸附作用的是固相吸附劑，是一種無溶液樣品處理技術(shù)。其既保存了傳統(tǒng)固相萃取技術(shù)的優(yōu)點，又具備攜帶方便、操作簡潔、靈敏度較高、費用低和適用范圍廣的優(yōu)點[4]。

2.3 液相萃取

液相萃取是在液-液萃取基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其工作原理與液-液萃取大體一致，利用有機(jī)物在不同相之間進(jìn)行分配富集的原理，具備溶劑量少、廉價和快速的優(yōu)點，其實質(zhì)是一種微型化的液-液萃取，需要的儀器只有微量進(jìn)樣器，用于萃取和進(jìn)樣過程中。

3 氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在環(huán)境有機(jī)污染物檢測中的運用

3.1 空氣中有機(jī)污染物檢測

空氣污染是一種較為嚴(yán)重的環(huán)境污染，空氣中的有機(jī)污染物種類較多，比如甲酚、苯酚以及鹵代烴、芳香烴、苯類化合物等。其中，酚類化合物會導(dǎo)致人體發(fā)生腹瀉、嘔吐、神經(jīng)不振等問題，甚

至?xí)l(fā)貧血和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

在使用GC—MS技術(shù)對酚類化合物檢測時，樣品采集的器具可以是Tenax采樣管，來獲取檢測區(qū)域空氣中的痕量酚類化合物，然后利用甲醇進(jìn)行處理，再將萘-D8加入到洗脫液中作內(nèi)標(biāo)，使用GC—MS技術(shù)進(jìn)行檢測，根據(jù)內(nèi)標(biāo)法定量的原理，就可以確定環(huán)境空氣中的痕量酚類化合物含量。該方法可以獲得較為準(zhǔn)確的定性和定量值，測定過程中干擾因素較少，檢測結(jié)果的靈敏度較高[5]。

在對芳香烴、鹵代烴和苯類化合物等進(jìn)行檢測時，可以使用二次熱解吸收—氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的方式和熱脫附—氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)的方式。前者可以同時實現(xiàn)對50種揮發(fā)性有機(jī)物的定性和定量分析，準(zhǔn)確性和靈敏度較高，能夠較為有效地反應(yīng)空氣中的VOCs的污染情況；后者在使用時，需要利用擴(kuò)散標(biāo)記采樣方法，測定的苯、甲苯、乙苯、對二甲苯和鄰二甲苯五種有機(jī)污染物值都在1ng～7 ng范圍內(nèi)，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不超過10%，準(zhǔn)確性較高，在優(yōu)化條件下，可以實現(xiàn)全部回收。

3.2 水體中有機(jī)污染物的檢測

水體中的有機(jī)污染物有相當(dāng)一部分都是來自農(nóng)作物使用的農(nóng)藥殘留，農(nóng)藥殘留具備的高穩(wěn)定性和高生物累積性，使其成為一種持久性有機(jī)污染物，因此，提高對水體中農(nóng)藥殘留的檢測能力，是人們飲水安全和身體健康的重要保障[6]。

利用氣相色譜—質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合攪拌棒吸附萃取的方法，可以對水體中的六六六、環(huán)氧七氯、p,p-滴滴伊、艾氏劑、異狄氏劑醛和硫丹硫酸鹽等20種有機(jī)氯農(nóng)藥含量進(jìn)行檢測，該方法的相對偏差低于13%，操作較為簡單，檢測的速度較快，檢測結(jié)果的靈敏度較高，有機(jī)氯農(nóng)藥的回收率在52%～117%之間。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，人們生活環(huán)境中的各種有機(jī)污染越來越多，其毒性、易殘留性以及生物富集性的特點，給人們的身體健康造成了嚴(yán)重的安全隱患，因此，加強(qiáng)對環(huán)境有機(jī)污染物檢測成為人們關(guān)注的重點。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)兼具了色譜和質(zhì)譜技術(shù)的優(yōu)點，能夠快速、高效的完成對多種有機(jī)物檢測，對于環(huán)境有機(jī)污染檢測有著十分重要的作用。

[1]饒竹.環(huán)境有機(jī)污染物檢測技術(shù)及其應(yīng)用[J].地質(zhì)學(xué)報,2011,11: 1948-1962.

[2]趙曉峰,李云,張海軍,倪余文,陳吉平.基于色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的新型有機(jī)污染物分析方法與技術(shù)[J].色譜,2010,05:435-441.

[3]宋淑玲,郭曉辰,胡小鍵,李鴻枝.氣相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用測定地下水中16種典型痕量含氯持久性有機(jī)污染物[J].巖礦測試, 2013,02:319-324.

[4]趙起越.現(xiàn)場質(zhì)譜及氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用在環(huán)境有機(jī)污染監(jiān)測中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,2013,04:50-54.

[5]高立新.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)在藥物分析中的應(yīng)用[J].中外醫(yī)療,2014,05:190-191.

[6]黃健,王傳博,郭春濤,張秀華.水質(zhì)有機(jī)污染物GC/MS分析專家系統(tǒng)測定地表水中55種揮發(fā)性有機(jī)物[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器,2014,02: 112-117.