气质联用技术在水源水检测中的应用
2020-09-10王兆莹
王兆莹
摘 要:气质联用技术在目前我国应用的比较广泛新技术。本文阐述了气质连用技术的特点和此技术在水源水检测中的使用情况,同时,结合了各种的文献数据的研究成果,把涉及到此技术在水源水检测的方法进行分析,希望能对气质联用技术在水源水检测中的理解和认识提供有用的参考。
关键词:气质联用技术;水源水检测;方法
0 引言
由于我国经济的发展,科学技术不断地提高,对于环境的要求也越来越高,在环境处理方面,主要是水环境的处理,需要面临许多的问题,有很大的挑战性,由于现在城市的不断发展,还有工业等出现的各种污水以及城市的污水和垃圾随意乱放,这样都造成了不同水域和环境的污染,水环境的污染影响着人们日常用水的水质,所以要加强对水资源的检测,改善污染的水资源的水质,所以我国在不断的提高检测技术。
1 气质联用技术概述
气质联用技术是气相色谱技术和质谱联用技术统一的简称,是比较先进的、成熟的技术,该技术有以下的特点。
1.1 集定性和定量技术于一体的技术
气相色谱仪是利用毛细管柱和程序升温的方式,把水源中的不同物质进行相对的运动而实现的状况。通过自身的技术进行反复的分配,来实现有机化合物的分离,在实际的定量分析工作中有着非常重要的作用。质谱仪是把物质依次进行检测分析,它的分辨性比较强,可以把进入的物质高度的定性分析,对于复杂有机化合物的分析比较困难,所以我们的科学技术人员把两个仪器进行连接,这样就可以实现了复杂化合物的定性研究分析,就是一种双联合的研究结果。
1.2 灵敏程度高,分析速度较快
气质联用技术所用的仪器是外气质联用仪,这个仪器是结合了质谱仪和气相色谱仪的优点,现在一期中增加了很多的新部件,提高了分离的效果,减少了能量的分散,在计算机技术的应用前提下,它的灵敏程度也相应的提高,分析的速度也越来越快,在水质检测中有着极为重要的作用,它在市场中得到了广泛的应用,应用在药物的生产和研究当中,最特别的是,在挥发性成分的有机化合物检测中,它是必不可少的设备。
2 水源水样前处理方法
2.1 挥发性物质
水中含有很多的挥发性有机物质,挥发性的有机污染物沸点比较低,挥发性比较高,比较常用的方法是直接顶空进样和吹扫捕集。这个方法有以下特点及注意事项:①在一定程度上可以测定水中的所有挥发物质,比较适合微量分析;②气体可以干扰水分的测定,所以必须要去除水分;③在环境中会有一些挥发性的物质,在测定时,容易被吹出去或者是被其他的气体污染,吹扫捕集法的灵敏度比较高,所以对于测定的成功与否,必须做好防止污染这一块,所以使用比较高纯度的气体。
2.2 半挥发性物质
在水源中半挥发性的有机污染物和有机磷农药有以下几种:取代苯类污染物、多环芳烃、有机磷农药。这些污染物采用液液萃取或者固相萃法。
2.2.1 液液萃取
液液萃取比较传统的方法,对于乳化程度的处理方法有以下几种:①样品出现高度乳化,可采用离心法破乳。破乳率与离心转数和作用时间有很大的关系。乳浊液是一种分散体,如果将其静置一段时间后,可自然分层;②样品出现中度乳化,通过搅拌来减弱乳化物分子的吸附作用。方法比较简单;③样品出现轻度乳化,通常采用分液漏斗直接进行超声破乳。
2.2.2 固相萃取
固相萃取技术是使水样通过固相萃取小柱,分析物吸附到固定相上,然后通过热脱附或用溶剂将分析物洗脱下来,浓缩、定容、分析。SPE可利用固定相的选择性来萃取目标有机污染物,从而提高目标有机污染物的分析灵敏度。固相萃取的最大优点是减少高纯溶剂的使用,易于自动化,当它与热脱附装置联用时可避免使用溶剂,降低实验成本及溶剂后处理费用.固相萃取与液液萃取相比,分析时间大幅度减少,而且液液萃取中常常出现的乳化问题,导致目标物质损失,影响测定。但是固相萃取存在空白值较高,灵敏度比液液萃取方法差,极性化合物难萃取等问题。后来逐渐发展了SPE-GC-MS,SPE-HPLC等在线联用技术的分析方法.在线方法的优点是自动化分析,分析物损失少,方法精密度高,外来污染少,减少人为操作误差,适于大批量样品的分析,缺点是固定的操作顺序,导致不同步骤的优化比较复杂,甚至不能优化。
3 气质联用技术用于检测水源水的方案
3.1 样品的选择
在水源水进行检测之前都要选择样品,可以根据不同流域的水源水来选择,然后根据地区进行编号,这样登记和记录都比较方便。
3.2 仪器和试剂的选择
分类水源水,可根据挥发性或是半挥发性化合物、其他的物质来分类,根据不同种类来选择检测水源水的处理方式,在使用气质联用仪来准确的对收集的样品按步骤进行检测,还要有效地利用色谱条件把流速、考荣的温度以及时间准确地记录下来。通过气质联用技术的使用,能够定量地了解到浓缩的数字。
3.3 完整的策划方案和预防机制的建立
通过使用气质联用技术来检测水源水的之前,必须要制定一整套检测的策划方案,从提取样本、各环节工作的分配、所使用的儀器以及整个操作过程中可能发生的情况都要有一个完整的预测方案,这样在水源水实际检测的过程中,能够有一个正确的指引方向,可有效地减少检测的成本,节约了人力和时间。然后在实际的检测操作过程中,要记录好很多方面的数据,保证检测结果的精确度,操作过程中也要不断的创新,进而使气质联用技术得到很好的发展,同时,还可以尝试着将这项技术应用在不同的领域中,或许可以在不同的领域得到其他的研究成果。
3.4 注意做好善后工作
①仪器的密封性工作要做好。由于气质连用仪属于一种气体的运行系统,所以仪器的密封工作在整个系统的运行中特别重要。换柱的时候要控制好毛细管柱的长度,也要把握好垫圈的松紧度,避免出现漏气的情况;②色谱柱的使用和保存。要严格的使用色谱柱,对其保存的温度也要严格要求。温度高低要按照说明书的要求来控制,安装色谱柱时一定避免出现气泡;③清洗离子源和预杆时,要准备好所用的工具,还有试剂,分离的整个过程中一定要严格认真,腔体内一定不要进入灰尘,在分离过程中使用过的仪器,在分离操作结束后,一定要及时冲刷干净,待充分干燥后,将离子源组合好,离子源安装好后机器的顶箱一定要盖好,要熟练掌握整个操作流程。
4 气质联用技术前景的展望
近年来,气质联用技术在各个领域就已经得到了极大的使用,尤其在环境检测中,包括水环境的检测、农药等残留的检测等应用广泛,这也是气质联用技术自身优势导致的必然结果,尤其是对微量物质,离子等的检测因其高度的灵敏程度在水源的检测等多领域应用广泛,从这个角度而言,这项技术必将进一步发展和创新。再者,随着市场经济而来的经济和环境等问题依旧非常的严重,新的技术的研究和应用将会更加利于社会的发展和人民生活水平的提高,气质联用技术的发展将是必然的。
5 结语
我国很多领域中已经普遍的应用了气质联用技术,关于水源水的检测中该技术的使用,我们应有针对性的选出适合的水样以及所使用的处理技术和仪器,特别是在色谱柱的环节,对实验要反复进行,其方案一定要不断地优化,进而得到最适宜的温度程序,保其稳定性能,为水源水的检测提供安全可靠的保障。
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