GC-7800型气相色谱仪
仪器简介：GC-7800型气相色谱仪是基...
近年来，为促进生态文明建设，各地区不断加大水环境治理力度，积极改善水环境，取得了不错的成绩。2021年，贵州省生态环境质量总体良好稳定，全省地表水水质总体为优，主要河流监测断面水质优良率为97.7%；全省集中式饮用水水源地水质为优，9个中心城市集中式饮用水水源地水质达标率保持在100%。水质监测是一项长期工作，需持续开展，因此，制定有效的检测技术方案，强化水环境治理，提高水环境质量，对生态保护有着重要的意义。
1 气相色谱检测技术概述
气相色谱检测技术主要根据气体流动的现象对色层展开全面分析，是色谱法中的重要组成部分。图1为气相色谱检测技术流程。
图1 气相色谱检测技术流程 下载原图
目前，饮用水水质检测中广泛使用气相色谱检测技术，其主要优势如下。
(1）分离率高。一般来说，水质检测时，按照分析方法的应用要求规范操作，可取得显著的分离效果，达到高要求和严标准。气相色谱检测技术可以分离一些分配系数接近、难以分离的物质。
(2）灵活性强。采用气相色谱检测技术，可获得准确度很高的水质检测结果。气相色谱检测技术除了可以在液体中进行检测外，还支持气体检测，有着很强的灵活性。在进行气体检测时，可以进行微量毒物检测，且能够取得不错的效果。
(3）选择性高。气相色谱检测技术可以分离结构极为相似的物质，具有较高的选择性，可将成分较为复杂的样品分离成单组后再进行定量。
(4）分析速度快。采用气相色谱检测技术的水质检测，可快速完成检测，传统的检测技术需花费很多的时间进行样品采集和分析，采用气相色谱检测技术，能够缩减分析的时间。
(5）检测所需样品量小。运用气相色谱检测技术，气体样品只需几毫升，液体样品仅需几微升，就可以完成检测。
2 气相色谱检测技术在饮用水水质检测中的具体应用
2.1 有机氯农药检测
有机氯农药检测是饮用水水质检测中的主要项目，要求做到精准检测。有机氯农药残留的时间比较长，且分解困难，极易造成环境污染，如果在人体中的有机氯农药的含量较多，可能会导致人体畸形。因此，开展水质检测时需做好有机氯农药的检测，以获得准确的结果。使用气相色谱检测仪，配合使用电子捕获检测仪，配置5%苯基和95%二甲基聚硅氧烷固定相的毛细管色谱柱，其长度为30 m，柱径为0.25 mm，膜厚0.25μm，按照检测标准进行水质检测，做到规范化检测，可检测水中的有机氯农药成分。
2.2 有机磷农药检测
一般来说，有机磷农药主要为磷酸酯类、硫代硫酸脂类，一般以油状液体的状态保存，不溶于水，但会溶在有机溶剂或动植物油中。对光、热、氧比较稳定、遇碱则会分解。水中如果含有有机磷，其会通过消化系统、呼吸系统与皮肤渗透到人体内，分布到人体的每个器官，尤其是肝脏。如果肝脏中的磷超标，会对人体产生严重的危害。因此，在检测饮用水水质时，需采用气相色谱检测技术检测其中的磷含量。使用气相色谱检测仪与硫磷测定装置，配置5%苯基和95%二甲基聚硅氧烷固定相的毛细管色谱柱，毛细管色谱柱长度为30 m，桩径为0.25 mm，膜厚0.25μm，通过检测甲基对硫磷和对硫磷等物质，获得准确的有机磷含量数据。
2.3 挥发性物质检测
一般来说，挥发性物质包括挥发有机物、半挥发有机物，可采用气相色谱检测技术进行检测。利用气相色谱检测仪、氢火焰电离测试装置以及电子捕获检测仪，可检测得出饮用水中四氯化碳、甲基酚以及三氯乙烯等的含量。按照检测技术应用标准使用设备，并借助设备计算机，具有操作简单的优势，可检测水中超过60项指标。
3 气相色谱检测技术在饮用水水质检测中的应用策略
3.1 选择适宜的检测参数
使用气相色谱检测技术检测饮用水水质，其技术准备具体内容如下。
(1）固定相的选择。对于水中的化合物，如果可以选择不同的固定相进行分析，则应选择最小极性的固定相。常用的TP-101、TP-5以及TP1701等固定相，可满足90%以上的检测需求。
(2）柱内径的选择。需结合饮用水水质检测的特点选择柱内径的大小，例如，0.02 mm的柱内径主要满足GCˉMS气相色谱仪质谱联用仪的需求；0.25 mm的柱内径应用较多，采用分流进样或不分流进样，支持复杂组分的水质样品分析。
(3）液膜厚度的选择。通常应用标准膜厚。薄液膜适用于高沸点化合物的检测，如石油和甘油三酯等；厚液膜适用于挥发性化合物的检测，如气体等。
(4）色谱柱的选择。样品类型会影响色谱柱的选择，为保证检测结果的准确性，应选择最小内径。在饮用水水质检测中，使用的进样口类型与分析的样品类型为选择色谱柱主要限制因素。选择色谱柱时，一方面，需保证分离效果；另一方面，可使用最短色谱柱以提高分析的效率[1]。
3.2 准备所需的仪器设备
根据饮用水水质检测工作的要求，需准备好仪器设备的准备工作，为后续工作提供支持，如GC检测器，此仪器为可感应载气中组分变化，并将采集的相关信息转化成电信号。一般来说，气相色谱检测技术多使用到电导检测器、氢火焰离子化检测器、火焰光度检测器等检测器。不同类型的仪器设备有着不同的应用优势，需结合水质检测工作标准要求，对比选择合适的仪器设备。按照气相色谱检测技术标准，做好检查，消除仪器设备存在的隐患与问题。日常使用时需严格做好仪器设备维护，避免影响检测工作质量。
3.3 改善检测环境
为保障饮用水水质检测工作的质量与效率，需改善检测环境[2]。在检测前，按照饮用水水质检测标准和方案，布置检测环境，控制好现场条件，如温度和湿度等，减少环境对检测结果的影响，保证饮用水水质检测工作高质量开展。检查水质检测环境，及时发现不达标的问题，做好相应的处理，保障气相色谱检测技术的运用效果[3]。
3.4 管理检测人员
为保证气相色谱检测技术操作的规范性与标准性，避免检测数据出现误差，影响到水质检测结果，需注重检测队伍的建设。根据饮用水水质检测工作的需求，选择高素质的检测人员，做好水质检测工作的质量把关，并对参与饮用水水质检测工作的工作人员进行技术培训，提高其业务能力，掌握气相色谱检测技术的应用要点。在气相色谱检测实施期间，需督促工作人员规范操作，严格把控检测工作的质量，避免出现不规范检测的行为，保持检测技术应用的效果[4]。
3.5 加强对样品质量的控制
在饮用水水质检测工作中，采样占据着重要地位，需严格把控，保证样品质量达到要求。一般来说，样品的前处理技术如下。
(1）溶剂萃取处理法。该处理法需合理使用有机溶剂，处理结束后用作试验分析，有着回收率高和操作简便等优势，已被广泛应用[5]。
(2）固相萃取处理法。相比传统的液-液萃取法，固相萃取处理法运用现代化固相技术手段，可实现待测组分的高回收，有效分析待测组分，具有操作简单和省时省力的应用优势。目前，饮用水水质检测中可采用的固相萃取处理法为固相萃取技术与固相微萃取技术[6]。
(3）吹扫捕集处理法。饮用水水质检测工作中，可采用吹扫捕集处理法，通过与气相色谱检测技术联合使用，能够减少水样萃取这项操作，缩短检测时间。从技术的应用原理来看，可分析饮用水中含有的挥发性有机化合物。在进行饮用水水质检测时，可通过使用纯氮气从水中吹脱有机物，之后使用捕集剂进行捕集，能够使其在高温解吸后进入气相色谱[7]。当气体通过样品时，气体内含有很多水分，可能会影响到测定结果，因此，对样品需使用合适的方法进行处理，保证其质量达到要求，避免影响饮用水水质检测结果[8]。
3.6 控制实验影响因素
采用气相色谱检测技术对采集的样品进行实验分析，获得水质含量结果，进而评估水质。在进行定量分析时，需找出分析含有此化合物样品的方法，再进行分析，获得响应值结果，根据具体判断检测结果，获得最终的数据。如果检测器是非线性响应，则需要进一步分析，掌握含有不同浓度的此化合物样品情况。与此同时，分析包含此化合物的未知浓度样品，获得响应值结果。将两个响应值结果进行对比分析，最终获得浓度结果[9]。为保证检测结果的准确性，要求所有数据应该在相同条件下进行分析与采集。控制实验影响因素，保证气相色谱检测技术应用的价值。
4 结语
在饮用水水质检测工作中采用气相色谱检测技术，对有机氯农药、有机磷农药等进行检测，可提高检测的效率，保证检测结果的准确性。本文结合饮用水水质检测工作，总结了气相色谱技术的应用价值，提出了气相色谱技术的应用策略，希望能为相关人员提供参考。
