摘要：近年来，环境污染问题在现代工业发展等背景下日益严重，所以为了维护生态，保障生活环境质量，需要通过相应方法对各种环境污染进行检测。基于此，本文首先探讨了气相色谱、质谱的基本原理，然后对GC-MS在环境检测中的应用及检测方法进行简要阐述。最后对气相色谱-质谱联用技术在环境检测中的应用进行简要分析。
关键词：气相色谱；质谱；GC-MS
一、GC-MS基本原理概述
1.GC的基本原理
气相色谱仪的主要原理就是能够根据物质的不同特性分离各组混合物质，并给予定性、定量分析。气相色谱的流动相为气体（载气），被测样品随载气进入色谱柱，样品各组分在色谱柱中的流动相（载气）和固定相（液相或固相）间的分配系数不同，在载气的带动下进过固定相时样品各组分被分开，依次进入检测器被检测出来。
2.MS的基本原理
质谱分析是先将物质离子化，测量离子荷质比(电荷-质量比)的分析方法。样品分子经离子源电离成不同荷质比带电离子和碎片离子，可以利用电场的加速作用，转换为离子束，使其进入质量检测器，再进经过电场和磁场的相互作用得到其质谱图。不同的的物质拥有不同的质谱图，谱峰的强度代表了化合物的含量，质谱就是通过这些来进行定性和定量分析的。
3.GC-MS的基本原理
GC-MS利用气相色谱作为进样系统，使混合化学组分得到分离；利用质谱仪作为检测器进行定性和定量分析。
二、GC-MS的构成
1.色谱模块
色谱模块就是一种能够固定在真空腔外的设备，在真空腔中与色谱模块的连接，我们利用法兰的密实度进行连接。在色谱模块中，同时包含更多的应用设备，才可以完成测量工作。如：低热容色谱柱、分流气化室等等。其主要应用氦气（He）作为色谱模块的气路载气，然后利用减压阀装置，对钢瓶内的气压降低到0.3～0.4 MPa 后，采用 EPC 对载气进行控压，这样可以确保其压力的稳定性。然后把离子源导入色谱柱出口，最大的确保传输样品速度，而色谱柱的外套配备了一根加热管，使温度能够达到设定温度的范围内。而在色谱正常工作下，真空系统里面的压力可以上升到 2×10-5 Torr，在这样的压力下，可以使离子阱运转正常。
2.质谱系统
质谱系统作为检测系统与色谱模块连接，其结构包括离子源、质量分析器和离子检测器。离子源将样品分子电离成不同荷质比的带电离子，并将离子聚焦成离子束，进入分析器中，实验用GC-MS通常采用电子轰击离子源（EI）或化学电离源（CI）。质量分析器将不同的碎片按荷质比（m/z）分开，GC-MS通常采用四级杆质量分析器。离子检测器按照离子荷质比大小接收和检测，GC-MS一般都采用电子倍增检测器。
3.真空系统
真空系统主要是由几个关键系统构成，主要包括：分子泵设备、真空腔设备、机械泵设备等构成的，同时，此系统还配备进气阀和进样阀，可以利用这两个阀门传输样品，使样品能够进入真空腔内测试。GC-MS 平台只有在高真空的状态下才会进行测试工作，为此，我们可以利用旋片式机械泵和分子泵组合，促使真空度到10-7 Torr，以此来实现质谱仪保持最佳的工作状态。
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4.电学系统
电学系统的主要构成主要有以下几个子系统，高压电源、离子门电路、信号源、灯丝系统、射频功率放大器和多路直流电源等，其中，信号源可以起到 Agilent 30522A信号发生器的作用，也可以输出射频信号，同时具有AM 调制的作用。
三、气相色谱-质谱联用技术在环境检测中的应用
1.GC-MS在环境水质检测中的应用
众所周知，就目前我国水环境中，存在着各式各样的污染物，固态液态复杂多样，有某些物染物自带特别强的毒性，严重威胁水中生物的存活空间，一旦有毒有害物资通过水体，进入人类的生活用水，也会给人们的身体健康带来巨大威胁。就目前我国水环境水体物染情况来看，水环境中主要的物染源为有机氯农药、固体垃圾、有机磷农药与高分子聚合物等等，因此，现阶段，为了能够保证水体的检测质量，我们应该利用先进的技术，确保检测更加精确、更加高效。《水质 半挥发性有机物的测定 气相色谱-质谱法》可以检测水中60多种半挥发性有机物。
2.GC-MS在环境空气检测中的应用
近几年伴随着我国高速发展的经济，带来了环境的严重物染，其中空气污染较为严重，带来的雾霾天气持久不断。造成空气中的污染物的因素有很多，包括汽车尾气、工业浸染气体排放，垃圾焚烧等等。这些有毒有害气体不仅为人类的健康带来极大威胁，同时，也影响着我国可持续发展之路。因此，当前我们要严格控制污染气体排放，对大气进行严格的监测，要求检测技术必需符合标准。而《环境空气 挥发性有机物的测定 吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法》可用于环境空气中35种挥发性有机物的测定，可以有效监测城市环境空气质量；《固定污染源废气 挥发性有机物的测定 固相吸附-热脱附/气相色谱-质谱法》可以对工业废气中24种挥发性有机物进行测定，监督企业对工业废气的处理，严格根据国家对大气污染物下发的标准进行排放。
3.在土壤污染检测中的应用
就目前我国农业发展进程中，一切农作物的生长都离不开化肥与农药，而化肥与农药都是属于化工品，长期使用，就会导致一些很难分解的有害物质存留在土壤中，此时在土地使用过程中，都会有农药以及化肥和地膜等物质的存留，而如果使用污染的水进行灌溉的话也会对土壤产生污染。对土壤中的残留污染物进行处理和检测，确定土地质量(或污染程度)及其变化趋势。《土壤和沉积物 多环芳烃的测定 气相色谱-质谱法》对土壤中的多环芳烃采用适合的萃取方法提取、选择合适的方法净化、经由气相色谱分离、质谱检测，并通过保留时间与荷质比定性，内标法定量。此法可以检测土壤和沉积物中16种多环芳烃，能够有效快速的对土壤中的农药残留进行而确定。
结束语：
综上所述，随着近年来我国污染问题的日益严重，在国家层面上非常的关注。随着人们环保意识的逐渐增强，人们对环境检测也比较注重，随之，气相色谱—质谱联用技术被人们快速推广与应用，它的优势非常独特，可以对很多种残留有机物进行鉴定，而且取得了很好的成绩。随着科技的不断进步，气相色谱正迈向灵敏、快捷方向飞速发展，相信在今后的环境检测中，气相色谱的作用会更加广泛。
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论文作者:薛云龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：色谱论文; 气相论文; 离子论文; 质谱论文; 有机物论文; 挥发性论文; 环境论文; 《基层建设》2019年第25期论文;