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色谱_质谱联用技术在环境监测中的应用_王绍楠

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2011年第1期广东化工第38卷总第213期 · 177 · 色谱-质谱联用技术在环境监测中的应用王绍楠，袁东（四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡 643000）[摘 要]色谱-质谱联用技术是现代分析测试技术的重要研究方向。

经过几十年的发展，它已经在环境监测领域发挥了巨大的作用。

文章介绍了该技术在水体监测、空气监测和土壤监测方面的应用。

[关键词]色谱-质谱联用；环境监测[中图分类号]O65 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)01-0177-02Application of Chromatography-Mass Spectrometry Technologyin Environmental MonitoringWang Shaonan, Yuan Dong(Material and Chemical Engineering College, Sichuan Institute of Science and Technology, Zigong 643000, China)Abstract: Chromatography-Mass spectrometry technology was an important research direction of modern analytical techniques. After several decades of development, it had played a great role in the area of environmental monitoring. The paper summarized the application of chromatography-mass spectrometry technology in monitoring water, air and soil.Keywords: chromatography-mass spectrometry；environmental monitoring当今世界，环境问题不仅成为了制约人类社会经济发展的关键因素，也成为了人类健康的“主要杀手”。

如何更好地加强对环境的常态监测，如何更好在环境突发事故来临的时候对其进行应急监测，这两个问题已经成为了环境科研人员的工作重心。

在众多的分析测试方法中，色谱-质谱联用技术凭借其独特的优势，在环境监测领域具有广阔的发展和应用前景。

1 色谱-质谱联用技术的特点色谱的分离模式多种多样，适用范围广，是解决复杂体系中混合物分离分析的高效手段。

但色谱对化合物的定性常常借助于标志物的对照才能进行[1]。

而质谱作为一种高灵敏度的分析方法，其定性能力毋庸置疑。

二者各取所长，把色谱作为分离手段，质谱充作鉴定工具，各用其长，互为补充，形成了色谱-质谱联用技术[2]。

其中，色谱相当于分离器，质谱相当于检测器，全扫描模式定性，选择离子扫描模式和内标法定量。

色谱-质谱联用按色谱系统的不同可分为气相色谱-质谱联用(GC-MS)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)。

GC-MS与LC-MS互为补充，分析不同性质的化合物。

GC-MS法在所有的联用技术中出现较早，发展最完善，应用最广泛。

目前从事有机物分析的实验室几乎都把GC-MS作为主要的定性确认手段之一。

另外，目前市售的质谱仪，不论是四极杆质谱、离子阱质谱还是飞行时间质谱、傅里叶变换质谱等都能和气相色谱联用。

但GC-MS法的应用范围有限，因所分析的样品必须气化，故难以用于极性、热不稳定和大分子化合物的分析[3]。

LC-MS的出现稍晚于GC-MS，它采用高效液相色谱(HPLC)作为分离手段，提高了对复杂组分的分析能力。

LC-MS可用于GC-MS难以测定的化合物，还可用于离子化、不易挥发的高分子化合物。

2 色谱-质谱联用技术在环境监测中的应用污染物存在的环境介质，可分为水体、空气、土壤三类。

2.1 水质监测应用水资源是人类的生命之源，人类的生存离不开水。

近年来，色谱-质谱联用技术无论是在水体常规监测还是环境突发事件中都发挥了很大的作用。

水中污染物可分为VOCs(挥发性有机物)和SVOCs(半挥发性有机物)。

范苓等[4]选择乙酸酐作为衍生化试剂，二氯甲烷为萃取剂，采用GC-MS，以m/z为266的定量特征离子定量，测水中五氯酚，平均加标回收率在85 %～97 %之间，检出限为0.08 μg/L。

洪爱华等[5]采用HPLC-MS，负离子多离子反应检测(MRM)，方法加标回收率达到90 %以上，方法检出限为0.1 μg/L。

GC-MS系统配合吹扫捕集法(P&T)对VOCs富集，可大大提高分析效率。

美国EPA指定P&T-GC–MS为EPA524法饮用水中VOCs检测的法定方法。

张立尖等[6]采用P&T-GC-MS对饮用水中的19种挥发性卤代烃、苯系物和氯苯类污染物进行了定性定量测定，平均准确度在92.5 %～102.5 %之间，相对标准偏差(RSD)稳定在1.03 %～2.43 %检出限在0.15～0.31 μg/L之间，其中苯和三氯甲烷的检出限均为0.15 μg/L。

罗添等[7]用30 m×0.25 mm ×1.4 μm的DB-624色谱柱，在P&T-GC-MS联用仪上对二氯二氟甲烷、氯化甲烷等60种VOCs进行了成功的分离，分离时加入氟苯、4-溴氟苯、1，2 -二氯苯-D4等内标物，测定其定量离子的峰面积，用内标峰面积与标准系列目标化合物定量离子的峰面积之比对标准系列目标化合物的浓度进行二次回归，可准确定量出水样中VOCs的痕量浓度。

该方法结果表明，在0～12 μg/L浓度范围内51种化合物的相关系数在0.995以上，加标回收率90 %～120 %，方法检出限在0.02～0.70 μg/L 之间，其中3个重要化合物(三氯甲烷、四氯化碳、苯)检出限分别为0.05、0.08、0.02 μg/L，达到了P&T-GC-MS联用法的较好水平。

当质谱仪以全扫描(Full Scan)模式工作时，P&T-GC-MS-Scan法检测饮用水中卤代烃的灵敏度保持在μg/L的水平。

叶余原等[8]利用质谱仪的选择离子监测(SIM)功能，在提高P&T-GC-MS检测水中卤代烃的灵敏度方面做了尝试，通过MS的Scan功能，找出氯仿、四氯化碳、三氯乙烯和四氯乙烯的质谱特征离子，设置各化合物保留时间段的SIM组数据，让质谱只对相应物质的特征离子进行检测，从而达到提高灵敏度的目的。

结果表明，P&T- GC -MS-SIM方法模式下氯仿的检出限达到了0.6 ng/L，四氯乙烯为3.4 ng/L，四氯化碳和三氯乙烷灵敏度则没有明显提高。

在水体中往往还存在着SVOCs。

邢凤琴等[9]采用GC-MS 对河水中的SVOCs进行了测定，其中苯酚的检出限为0.956 μg/L，甲酚和二甲酚的检出限在0.612～0.971 μg/L之间。

SVOCs还包含农药和除草剂，它们分子量较大，不易挥发，使用GC分析难度较大，而国家规定的农残水平很低，这要求分析仪器对目标化合物的定性、定量准确，因此，LC-MS成为国内外分析农药残留的常规仪器。

潘元海等[10]用短柱HPLC-APCIMS进行了6种有机磷农药的快速分析，一次分析仅需10 min，与传统的HPLC-UV方法相比，在SIM模式下，大部分目标化合物的检出限小于5 ng/L。

任晋等[11]采用SPE-HPLC-MS(固相萃取-高效液相色谱-质谱联用)技术在线分析了水中7种农药，整个过程仅需45 min，检出限低于欧盟[收稿日期] 2010-10-08[作者简介] 王绍楠(1984-)，男，山东烟台人，在读研究生，主要从事环境监测和仪器分析方面的研究。

所要求的饮用水质量标准。

2.2 空气监测应用空气时刻直接与人体接触，是环境监测的重要对象。

空气污染已越来越引起公众关注，已发现挥发性污染物吸入后对人体健康有很大危害。

通常用于分析该类物质的方法有气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法和荧光分光光度法等，其中最常用的是GC和GC-MS。

目前GC-MS由于其高效的分离能力和准确的定性能力，已逐步成为空气监测的有效手段。

有机氯农药是持久性有机污染物(POPs)中的一大类，包括艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、六六六、DDT等，它通过食物富集、长期环境暴露等对人体产生致畸、致癌和致突变的“三致作用”。

尽管我国和其他大部分国家都已停止了多数高毒性有机氯农药的生产并禁止使用，但由于其结构稳定，难分解，因而有机氯农药在环境中的转化、残留还将持续相当长的一段时期。

李娟等[12]用GC-MS测定环境空气中POPs类有机氯农药及其降解产物，检出限为2.0～4.6 ng，空白加标回收率为62.1 %～118 %，RSD为6.8 %～15.2 %。

垃圾焚烧处理是一种日渐得到人们关注的垃圾处理方法，但关于其处理过程是否产生超标有害污染物的问题一直争议不断。

金军等[13]用GC-MS对焚烧炉周围空气环境中的多氯联苯(PCBs)进行了检测，检出限为0.02～0.03 μg/L。

杨文等[14]用气相色谱一高分辨质谱方法对四川卧龙大气中HCB、HCHs、DDTs和PCBs测定，平行样品的重现性良好，平均相对偏差为9 %，POPs检测下限的范围为1.0～5.9 pg/m3。

羰基化合物是大气光化学反应中的一类重要痕量挥发性有机物，不但吸收太阳辐射，而且是产生OH自由基、臭氧、过氧硝基等一些化合物的前体物。

李剑等[15]用涂布PFPH(五氟苯肼)的Tenax TA作为固体吸附剂采集大气样品，经过溶剂洗脱后，采用GC-MS同时检测大气中20种羰基化合物(C1～C10)，检出限为0.15～1.04 μg/L，较传统的HPLC-UV灵敏度高、检出限低并且方便可靠。

多环芳烃(PAHs)已被美国EPA列入优先监测黑名单。

飘尘中几乎所有的PAHs都吸附在粒径小于7 μm的可呼吸粒子上，直接危害人体健康。

所以大气飘尘中的PAHs一直受到各国政府的广泛关注，严格限制其排放水平。

我国是一个燃煤大国，大气污染尤其是PAHs的污染极为严重。

过去由于检测方法的限制，大分子量(M>300)的PAHs的检测数据往往误差较大。

黄翠玲等[16]采用HPLC-MS检测了北京市石景山工业区和海淀居民生活区的大气颗粒物样品中的PAHs，检测出PAHs类碳氢化合物共135种，大分子量的PAHs有55种，弥补了GC-MS不能直接测定大分子量PAHs的不足，从而更为全面地反映了大气飘尘中PAHs的分布状况，为合理治理空气污染提供了准确的数据。

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水环境监测中色谱-质谱技术的运用

水环境监测中色谱-质谱技术的运用

水环境监测中色谱-质谱技术的运用色谱-质谱技术是将色谱技术与质谱技术相结合的一种分析方法，通过色谱分离技术将混合物中的化合物分离出来，然后由质谱技术进行分子质量和结构的鉴定。

色谱-质谱技术结合了色谱的分离优势和质谱的鉴定优势，能够高效、准确地分离和鉴定混合物中的各种化合物，在水环境监测中得到了广泛的应用。

色谱-质谱技术在水环境监测中的应用可以实现对水中污染物的快速准确检测。

水环境中可能存在各种有机物、无机物、重金属等污染物质，其中有些污染物质即使是微量的存在也会对人体健康和生态环境造成不良影响。

使用色谱-质谱技术可以对水样中的各种污染物进行快速准确的分析，包括有机污染物如苯系物、多环芳烃、农药、药物残留等，以及无机污染物如重金属离子等。

通过对这些污染物的分析，可以及时监测水质变化，并采取相应的措施进行治理和改善。

色谱-质谱技术在水环境监测中的应用可以帮助人们了解水样中的污染物来源和迁移规律。

通过对水样中污染物的分析，可以进一步研究污染物的来源和迁移途径，找出污染源并进行溯源分析。

通过分析水样中的有机污染物，可以确定其是否来自于工业废水、农业排放或城市生活污水等不同渠道，从而有针对性地采取污染防治措施。

色谱-质谱技术还可以帮助人们研究污染物在水体中的行为和迁移规律，从而更好地预测和防控水环境污染。

色谱-质谱技术还可以用于对水样中微量有害物质的监测和分析。

水样中的微量有害物质往往对水质造成潜在的威胁，但由于其浓度极低，传统的分析方法往往难以检测和分析。

色谱-质谱技术具有较高的灵敏度和分辨率，可以对微量有害物质进行精确的检测和定量分析。

色谱-质谱技术可以对水样中的微量重金属和有机物进行准确的测定，帮助人们全面了解水质情况，及时发现和解决潜在问题。

色谱-质谱技术的运用对水环境监测具有重要意义，它可以准确高效地分析水样中的各种污染物，并揭示污染物的来源和迁移规律，还可以对微量有害物质进行准确监测。

随着技术的不断进步和完善，相信色谱-质谱技术在水环境监测中的应用会更加广泛，为保护水环境、维护人类健康做出更大的贡献。

气相色谱-质谱联用技术在环境监测中的应用

气相色谱-质谱联用技术在环境监测中的应用

气相色谱 -质谱联用技术在环境监测中的应用摘要：气相色谱串联质谱法不仅有气相色谱法的高分离性能，而且能准确鉴定各种化合物的结构，广泛用于石化、环境、中药、食品和农药残留等领域。

本文将在环境监测中针对气相色谱-质谱联用技术的具体应用展开探讨，以期能为相关人士提供些许意见，从而推动我国环境工程的发展与进步。

关键词：气相色谱串联质谱法；环境监测；应用前言：气相色谱串联质谱法技术以其优异的检测效果被广泛应用于食品和中药的检验，能够科学地分离和纯化所检测出的物质。

近年来，随着经济的日新月异，环境问题愈加严峻，在环境监测中应用气相色谱-质谱联用技术可以进一步提升环境监测水平，为相关工作的开展提供有力的数据支持。

1气相色谱质谱联用仪的结构原理分析气象色谱质谱联用仪在使用过程中其最关键的使用目的是将所提取到的样本进行不同成分的分离检测，使用该仪器时，将样本放入气相色谱仪，由于色谱柱本身对于各不同成分所能产生的吸附力差异较大，因此经过一段时间的处理后，不同的样本及其他化学成分在色谱柱中的状态也会发生较大变化，吸附力相对较弱的成分会在一段时间后逐渐被解吸，反之，吸附能力相对较强的成分则仍然处于色谱柱之中。

气相色谱技术能够从多种物质混合物中精确分离出相应的目标物，因此其在环境监测过程中可以对一些国家标定的有害物质进行定量检测，但是单纯气相色谱分离技术很难实现定向分析。

而质谱法则是通过分析检测物的离子质量与电荷比值来分析其化学结构并明确其具体分子量。

由于其分子量检测精度相对较高，因此其对于目标物的化学结构定向分析能力相对较强，但是质谱法的缺点也相对比较明显，其定量分析能力不如气相色谱法，而气相色谱质谱联用，则能够将二者优点串联，既实现较高的定量精度，同时也实现精确的定性分析。

2气相色谱-质谱联用技术进行环境检测应用2.1气相色谱-质谱联用技术应用的前处理分析根据上述对气相色谱-质谱联用技术及其原理的分析，在采用气相色谱-质谱联用技术进行环境检测与分析中，由于环境检测的样品形态较为多样，包含气体、固体与液体等各种不同形态，再加上气相色谱-质谱联用技术进行环境检测主要用于对环境中的有机污染物检测和分析，而有机污染物的成分较为复杂，因此，为确保对环境检测的有效性与准确性，需要在样品检测与分析前做好充分的前处理工作。

气相色谱质谱联用技术在环境分析中的应用

气相色谱质谱联用技术在环境分析中的应用

气相色谱质谱联用技术在环境分析中的应用随着环境问题的不断加剧，环境分析变得越来越重要。

为了对环境中的污染物进行准确、快速地分析，科学家们发明了各种各样的分析技术。

其中，气相色谱质谱联用技术（GC-MS）作为一种高分辨、高灵敏度的分析方法，已经被广泛应用于环境分析。

1. GC-MS技术简介GC-MS技术可以分为两个部分：气相色谱（GC）和质谱（MS）。

其中，GC部分用于分离样品中的化合物，MS部分则用于对移动到质谱检测器上的化合物进行分析。

具体来说，GC将混合物中的化合物按照物理和化学性质进行分离，然后分离出的每种化合物会分别进入MS进行检测。

MS将化合物分解成碎片，并通过对这些碎片的质谱分析，得到每种化合物的质谱图，进而确定样品中的化合物种类和含量。

2. GC-MS在环境分析中的应用现代科技的快速发展，使得GC-MS得以在环境分析中广泛应用。

在环境监测、污染源识别、环境评价和生态毒理学等方面都有很好的应用:2.1. 环境监测环境污染是目前全球共同面对的挑战。

能够快速、准确、高效地监测环境中的污染物是关键。

GC-MS在环境监测中得以应用，在水、土壤、大气等环境介质中检测化合物浓度。

GC-MS在多种环境污染物中的检测中表现出了极高的敏感度、分辨率和准确性，如挥发性有机物、多环芳烃、农药等等。

2.2. 污染源识别污染源识别是指通过监测污染物种类、浓度和空间分布等信息，确定环境污染源的位置和属性。

GC-MS可以通过分析样品中的有机物种类、数量和分布规律，对污染源进行精确定位和识别。

此外，GC-MS还可以通过群组分析技术进一步确定污染物的来源。

2.3. 环境评价GC-MS还可以用于评估污染物对环境的影响。

科学家们可以分析污染物的分布范围、种类、浓度等信息，来确定污染物对周围环境的影响程度，以及可能带来的健康风险。

通过GC-MS技术，人们能够有效保护环境和人类健康。

2.4. 生态毒理学生态毒理学是一门研究污染物对生态系统的影响以及环境毒理学的交叉领域。

气相色谱－质谱联用技术在环境监测中的应用

气相色谱－质谱联用技术在环境监测中的应用

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%以上的真空状态时才能够进行监测试验[1]。

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。