气相色谱－质谱联用技术在环境监测中的应用.pdf

气相色谱－质谱联用技术在环境监测中

的应用

摘要：在气相色谱－质谱联用装置中将两种复杂的监测分析过程进行了集合，

使特定识别与定量分析的结果更加可靠，监测曲线的绘制中可以充分反映出样品

质量，为后续工作提供了重要的数据支撑。在环境监测中使用该技术可以稳定、

灵敏地判断出不同种类的污染物，操作方法更加简便，有十分广泛的实践应用价

值。因此，系统介绍气相色谱－质谱联用仪的结构原理，并详细分析其在水质、

土壤和空气环境中的监测应用。

关键词：气相色谱－质谱联用；环境监测；应用

引言：

现阶段可持续发展政策的不断推进，社会和人民对于生活环境质量也提出了

更高的要求，包括了水体、土壤和空气中都含有不同类型、含量的污染物质，特

别是一些挥发性有机物对人体健康的威胁性较大，需要使用可靠稳定的监测管理

来实现净化与治理。在进行环境监测的过程中，可使用气相色谱－质谱联用仪同

步实现识别、定量的分析过程，对一些混合样品的监测结果信度更高，且较好地

简化了监测人员的工作量。

1.

气相色谱－质谱联用仪的概述

气相色谱－质谱联用仪顾名思义是指监测设备在进行色谱监测的运行过程中

需要在气体环境之下完成，仪器内的常见介质为性质更加稳定的惰性气体，在保

证快速带动待测样品进入到仪器分析中的同时，也有效避免了由于反应介质带来

的数据偏差问题。而在联用仪内还连接了质谱监测仪器，由于空气中的氧气、水

分等会影响其检验结果，需要使用抽泵对内部进行负压抽送，一般需达到99%以

[1]

上的真空状态时才能够进行监测试验。为确保联用仪内色谱、质谱监测工作的

顺利进行，其结构设计中必须要做好气相结构的隔离与连接，使用高效的过度装

置来减少前端惰性气体的混入和影响。

在联用仪的运行过程中，能够分别完成对特定监测对象物质的精确识别和含

量计算，其输出曲线可以直接反映出待测样品中的物质特征。气相色谱的分析依

赖于色谱柱的曲线显示，由于其分离效果好、监测精度高，对于特定待测对象的

识别性较为精准，是判断待测样品中物质类别的重要途径。质谱分析是确定具体

含量的过程，其中有辅助待测样品电离的结构，利用了电磁作用使其定量分析的

过程更加简便，且接测结果与真实值误差较低，也不会对待测样品产生较大的破

坏和影响，在目前许多监测检验过程中均有使用。

1.

联用仪在水质环境监测中的应用

随着水质污染情况的不断加剧，许多有害物质、有机物质等进入到水体当中，

造成了富营养化、重金属污染等问题，对于环境产生了较大的影响。在进行水质

监测的过程中，主要是对其中的VOCs进行识别、分析，包括了挥发性、半挥发

性有机物都可以实现有效检验。

检测人员需要收集待测水体的样品，将其静止后使用专门的抽取装置从上方

进行取样，能够有效避免水体中的固体物质对监测仪器产生损坏和污染。同时，

要注意保证取样装置的密封效果，若存在漏气问题则会影响气相环境，不利于保

[2]

障监测精度和信度。连接注入到联用仪内对其进行色谱分析时，必须要使待测

液体和惰性气体之间达到平衡状态，在分析时更加稳定可靠，监测极限可达到

0.043μg/L。在这个监测过程中，由于未涉及到有机物质的萃取和溶解，可以更

加真实地反映出待测样品的实际水质。

半挥发性的有机物对于监测过程中的反应温度有较高的要求，超过170℃时

则会影响质谱分析的精确度，无法较好的绘制其含量曲线。在这种有机物的监测

分析中，通常需要使用萃取的方式来提取这些有机物，使其充分溶解，利用MRM

模式来排除环境干扰因素。萃取技术在应用时则需要做好取样设备顶部的固定液

涂覆并进行加热，进一步简化了监测过程，精度极限也有了明显的提升。

1.

联用仪在土壤环境监测中的应用

土壤中包含的污染物种类较为丰富，特别是对于一些农业用地而言，若出现

了污染问题会直接影响农产品的安全性，必须要加强重视并做好随时监测。按照

我国2015年制定出台的HJ736号标准文件，再进行土壤监测时需要对其中56中

有机物、35种氯化物等进行精确检验识别，确保土壤环境的安全稳定。

由于土壤是固体物质，在进行监测时通常会使用萃取的方式来提取其中的有

机物、氯化物等，在后续的含量检测中也更加精确可靠。为更好地促进有机物的

萃取与溶解，技术人员还会使用超声振动的方式来加快前期反应，这种方式能够