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摘要：以水环境监测为研究对象，首先对离子色谱技术、高效液相色谱仪和LC-HRMS等水环境监测技术进行了阐述，然后对三种技术的应用进行了分析，最后分析了三种技术的特点，希望对研究水环境监测技术的人员有所帮助。
关键词：水环境监测技术；离子色谱技术；高效液相色谱仪；LC-HRMS
引言
当前，我国水环境面临着污染物累积和水环境事件突发的双重风险，水环境安全保障体系面临巨大的挑战。目前，我国水环境监测主要以有限项目定向监测为主，即已经确定了监测目标物，然后按照标准和流程把它检测出来，但是这种方法不能有效预防数量巨大的未知潜在污染物，无法为“高效快速、纵向到底、横向到边”的污染事故应急反应机制的建立提供技术保障。我国的水环境监测体系将由有限的靶向监测向高通量靶向监测和高通量非靶向筛查并重的趋势转变。
1水环境监测技术
1.1离子色谱技术
现代离子色谱技术是一种区别于传统离子交换色谱技术的新环境监测技术。它是液相色谱技术的重要组成部分，因此也被人们称之为高效离子色谱技术。现代离子色谱技术运用了交联度较高且交换容量较低的树脂，所采取的样本体积较小，将设备连接到电导系统即可进行在线监测。该技术是一种从高效液相色谱技术中分离出来的能够实现分析溶液智能离子组分的方法，树脂上带有电荷基团以及可以自由移动的配位离子，来实现对样品中无机离子的有效分离与分析。
1.2高效液相色谱仪
高效液相色谱仪主要由监测仪、水泵、储存器等多个设备共同组成，水体样本在进入到高效液相色谱仪之后，会被分解成为多个不同的单体组，并从色谱柱中流出来，这样相关人员就能充分了解水体环境的相关资料。
1.3液相色谱串联高分辨质谱（LC-HRMS）
LC-MS常用的质谱仪有扇形磁质谱仪、四级杆质谱仪、三重四级杆质谱仪、离子阱仪、傅里叶变换回旋共振质谱仪、飞行时间质谱仪和杂交质谱仪等。每种质谱仪各具优缺点，例如，三重四级杆质谱仪通常采用的多反应监测模式需要已知的标准品来优化仪器参数，对未知分子质量和断裂途径的化合物往往无法监测;离子阱质谱仪虽然能够做全扫描分析，但其灵敏度受被检测化合物数量的影响，筛选的化合物越多，对灵敏度影响也越大。
高分辨质谱相对于低分辨质谱的优势在于，由于采用全扫描数据采集方式，因此不需要预先设定待测物的分子量等相关信息，而是在检测结束后对质谱信息进行分析，这样不但能一次性分析大量的目标化合物，还能检测出非目标化合物，并对未知化合物进行鉴定。分子式确定的化合物其分子质量是唯一的，借助超高分辨率可以区分复杂背景中的杂质和共流出物，进行痕量分析，降低样品前处理要求和色谱条件优化要求。另外，超高分辨率保证了复杂样品分析所需的高质量精度，即使同时进行多组分分析也不会降低灵敏度。高分辨质谱让高通量靶向监测和高通量非靶向筛查成为可能。
2水环境检测技术的应用
2.1离子色谱技术的应用
（1）化学性质分析
离子色谱技术的应用广泛，可以对水库、江、河、湖、地下水、大气降水、废水、工厂污水等各种水样进行监测。主要用于分析水中的阴阳离子、有机酸、弱电离物质等。有机酸与有机碱分析常常会运用离子色谱技术，酒酸、乳酸等物质中含有空基与取代基，无法通过反应生成挥发组分，因此利用相色谱法显然行不通。而离子色谱技术能够有效地解决这一问题，它能够直接分析出各种液相中的有机酸与有机碱，进而简化检测过程。
（2）物理性质分析
离子色谱技术不仅可以用来分析无机阴阳离子与有机酸碱，还可以进行物理性质的分析。该技术借助不同的检测仪器，可以发挥出不同的作用，进而实现对不同性质水体的检测。例如，利用电导检测器力测量溶液中的离子电导率以及离子在双铂电极板间的迁移等。
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2.2高效液相色谱仪的应用
在当前水环境监测中，高效液相色谱仪已经得到了充分的应用，主要集中在以下几方面：
（1）在监测水体有机物中的应用。在当前社会生产过程中，经常会出现有机物进入到水体内的现象，进而引发不同程度的水环境污染。针对这种问题，有学者已经开始使用高效液相色谱仪监测方法，来监测水体中的有机物应用情况。从效果来看，在有机物监测中使用高效液相色谱仪，能够根据监测数据结果来显示水环境的污染情况，详细反馈水体中不同有机物的含量情况，为相关部门制定解决对策提供帮助。
（2）在评价水体中不同形态污染物中的应用。自然界中的各种污染物存在明显的差异，对环境的影响也是不尽相同的。针对这种情况，应用高效液相色谱仪可以进行多种形态污染物的监测，包括农药、工业废水、生活污水、化工污染物等，从应用效果来看，高效液相色谱仪能够满足多种水体污染物监测，具有强大的适应能力。
2.3LC-HRMS的应用
LC－HRMS在水环境监测领域中的应用分为靶向分析和非靶向分析。靶向分析的流程为根据不同的检测目的对水样进行前处理，水中的水溶性、半挥发性或非挥发性的有机污染物通过离心、过滤或富集后采用LC－HRMS进行数据采集，数据结果用于评价水环境质量。
与靶向分析相比，非靶向分析的工作流程显得更加复杂。采集到的非靶向数据往往通过与空白或其他样品间比对找不同、多样品间主成分分析及聚类等方法锁定目标峰，然后将目标峰与本地或在线数据库进行信息比对，通过保留时间、精确质荷比、同位素丰度比及高分辨二级质谱图等可反映分子结构特性的指标，与数据库里已有的化合物进行匹配，从而确证目标物结构。对于无法与数据库中化合物进行匹配的未知化合物，则要依据高分辨二级质谱图进行碎片归属分析，然后进行标准品验证。当未知化合物被定性后，则可以进行靶向定量分析，从而完成水环境质量评价工作。与低分辨质谱的靶向分析相比，高分辨质谱的关键优势在于可以建立水环境数字档案，即通过质谱全扫数据存储当下的水样信息，以便日后分析溯源。
3水环境监测技术的特点
3.1离子色谱技术的应用
近年来，在环境检测过程中，加大了对气相色谱—质谱联用技术的关注度，并且对其进行了研制和引进。通过相关的研究数据表明，现有的气相色谱—质谱联用技术正向快捷、灵敏等多样性方向发展，从一定程度上实现了多种物质的共同检测。
3.2高效液相色谱仪的应用
高效液相色谱仪已经成为现阶段水体环境监测的主要手段，其环境监测效果已经得到了学者们的认可。因此对相关人员而言，为了能够进一步提高水体环境监测水平，就需要进一步了解高效液相色谱仪的重要性，在把握高效液相色谱仪发展趋势的基础上，对其技术内容进行完善，这样才能进一步提高高效液相色谱仪实施效果，最终为进一步保护水体环境奠定基础。
3.3LC-HRMS的应用
2015年依赖我国将在污水处理、污染物排放等多方面进行强力的监管。高通量靶向监测和高通量非靶向筛查技术将成为推进生态文明建设的重要技术手段。虽然该技术推广成本较高、难度较大，同时需要配套制定行业标准和技术规范，但可有效避免污染事件对群众的危害，让环保管理工作做到“有的放矢”，从而做到“精准环保”。
结语
通过对三种水环境监测技术的介绍、应用和特点分析，初步对三种水环境监测技术进行了阐述，希望为进一步保护水环境奠定理论分析基础。
参考文献
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论文作者:孟宪丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/16
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