上海市松江区疾病预防控制中心
环境是与人类健康息息相关的介质，环境中存在的各种物质对人的健康起着很大的作用。近年来由于工业的发展和化肥的广泛使用，环境中有毒物质的种类和含量日益曾多。因此对环境样品中各种物质的检测日益重要，成为如今的热点研究领域。
环境中的各种化合物有着本身的特殊性质，因此对他的检测要根据各种物质不同的特性选择不同的检测方法。但是由于近年来气相、液相以及他们与质谱的联合使用，使得环境样品中的物质分析日趋简单和准确。同时又由于检测方法的不断改进，使得环境中有害化学物质对人体的最大无作用剂量的数值不断降低。
1色谱技术
高效液相色谱技术可用于难挥发、强极性物质的分析，虽然气相色谱法是主要的有机物定性确证的手段，但是气相色谱方法仅能解决20%左右的有机物的分析，且复杂的样品前处理使分析周期长，化合物的稳定性也影响了分析的准确性，大多的有机物仍需要采用高效液相色谱的方法进行分析。环境中很多物质的沸点很高且样品的前处理很复杂，使之比较适合采用高效液相色谱的方法分析；有些物质的含量有很微小，如藻毒素的定量分析需要分析有高灵敏度和重现性，已达到对复杂基质中痕量物质的良好检测结果和获得高置信水平判断的基本保障，而液相色谱高灵敏度和高选择性的检测器和具有高流速精度的流动泵系统保证了残留分析结果的可靠性。
环境样品的分析检测常用的检测器是紫外检测器，光电二极管矩阵检测器作为紫外监测器之一，不仅可以得到色谱信息，而且可以得化合物的实时光谱信息，可用于化合物的光谱确认，利用光谱比较以确定检测目标组分，也可以优化多种不同残留物质检测波长，提供监测器的选择性。光电二极管矩阵检测器的光谱功能，非常适合于度残留组分分析与化合物确认。
2色谱与质谱联用技术
质谱是目前灵敏度最高的检测器，对化合物结构的定性最准确，是色谱技术中具有高灵敏度和高选择性的最理想的检测器。质谱仪的核心是离子源和质量分析器，对于小型台式质谱仪，质量分析器的类型有：四极杆、离子肼、飞行时间和回旋共振。色谱和质谱技术的联用一直受限于两者的借口技术，高流量的液相色谱和高真空的质谱体系之间的矛盾，一直到电喷雾技术和大气压化学电力技术的完善成熟后才得以解决，液相色谱与质谱的联用，特别是串联质谱（MS/MS）的联用得到了快速的发展。液质联用可以由色谱将待测混合物进行分离，再由质谱检测器检测一次得到化合物的分子离子及碎片的信息，质谱数据供化合物的确证，对于需要高灵敏度、宽使用范围的复杂基质的多组分残留物分析，特别是环境中具有复杂基体样品的检测，液质联用系统是检测的理想检测工具。
3 色谱和质谱联用在环境样品检测中的应用
3.1 SPE-LC-MS法检测水中的双酚A的含量
双酚A是环境中存在的一种重要的内分泌干扰物，它主要通过饮水的方式进入人体。水源污染是影响饮用水双酚A污染的一个主要的途径，另外，在饮用水消毒过程中产生的双酚A消毒副产物具有更强的毒性作用[1]。因此，水环境中的双酚A对生态环境和人类健康的潜在危害是不容忽视的。
张海峰、胡健英[2]等利用SPE-LC-MS的方法对杭州地区饮用水水源及自来水中的双酚A进行检测。将水样经玻璃纤维滤纸和Sep2pack C18 固相萃取柱（1g，过滤洗脱后，洗脱液用甲醇定容至1ml，用Waters 26902Micromass ZMD 4000 液相色谱质谱取用仪测定。在10个采样点均检测出双酚A，浓度范围在0.33 —25.09ng/L。最低检测限为0.1ng/L。定量采用选择离子模式（SIM），用外标法定量，选择的特征离子为227。实验结果表明该结果具有良好的分析效果，高灵敏度和低检测限，能有效的检测出水源及饮用水中的双酚A，样品处理简单且试验结果真实可靠。
3.2 HPLC-MS法测定水中的氨基苯甲脂
氨基甲酸酯农药以高活性、低毒及易分解的特性成为全球范围内广泛使用的高效杀虫剂。由于其具有高水溶性，可能对地表水和其它饮用水源造成污染，对人体产生危害。
陈剑刚、赵倩玲[3]等用高效液相-质谱联用的方法对水中的氨基苯甲脂进行了检测，克服了传统检测方法的缺陷，不仅简化了样品的前处理，还获得了很高的分析的灵敏度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将Waters Oasis HLB固相萃取柱活化平衡后，使水样连续的通过固相萃取柱，用5 ml 环己烷+乙酸乙酯（1 + 1）分两次洗脱小柱，收集洗脱液。经铺有无水硫酸钠（玻璃棉支撑）的小漏斗过滤于刻度离心管中，再用环己烷+乙酸乙酯（1 + 1）洗涤漏斗，合并有机相，用氮气流吹至近干，然后用0.2 ml甲醇溶解残渣，取20μL进行液相质谱连用系统分析。
结果表明，6种氨基甲酸酯组分的平均加标回收率为73.5%～89.8%；相对标准偏差为4.50%～12.6%；水样浓缩至1 /2500后的检出限为0.8～3.2 ng/L。本法具有非常高的选择性、灵敏度和准确度，完全能满足水中痕量氨基甲酸酯农残的高灵敏分析。
3.3 固相微萃取-气相色谱-质谱联机测定饮用水中的嗅、味化合物
近年来饮用水的水质问题已成为国内外研究的热点。原水水质不断恶化与不断提高的出水水质之间的矛盾日益突出。我国生活饮用水卫生标准中对水的嗅、味做了规定，但是对产生嗅、味的化合物没有做出具体说明。针对产生嗅、味的化合物进行分析，确认带有土腥味和霉烂味的两种主要化合物是土味素（geosmin）和2 -甲基异冰片（MIB）。据报道土味素（geosmin）和2 -甲基异冰片（MIB）的嗅阈浓度分别为4ng/L和15ng/L。
吴德好[4]对饮用水中能产生嗅、味的化合物用固相微萃取-气相色谱-质谱联机进行了检测。该实验室使用的是saturn 2200瓦里安GC - MS气相色谱- 质谱联机；采用电子流轰击离子化（EI）和离子阱检测器（EITM）等。样品的前处理采用固相微萃取（SPME）法。本文采用SPME - GC - MS方法对饮用水中的嗅、味化合物进行分析，方法简便，检出限低，并打出最佳的检测条件：萃取头涂层为Carboxen；顶空萃取法的萃取量为浸入式的2倍；萃取平衡时间30min；搅拌速度为1500r/min；温度为60 ℃。
3.4气相色谱-质谱法测定水中的五氯酚
五氯酚（PCP）是致突变物，广泛用作杀菌剂和木材防腐剂，在环境中的存在和归宿已引起环境科学家的重视。世界卫生组织建议饮用水中五氯酚的含量不超过10μg/ L。对PCP的测定，一般采用4-氨基比林法和气相色谱法，前法不仅费时，且在其他酚存在下不能单独测出PCP，测出的仅是总酚的含量，限制了它的应用；后法易受多种物质干扰，如有机氯农药666，特别是γ- 666 等[5]。今采用乙酰化前处理，将五氯酚转化成相应的酯类，用二氯甲烷萃取，以m/ z为266的定量特征离子定量，方法灵敏度高，重现性和选择性好。
范苓、夏豪[6]刚利用气相色谱-质谱法测定了水中的五氯酚的含量。该实验室用的是MD - 800 GC/ MS/ DS 系统和DB - 5 ms弹性石英毛细管柱（30 m ×0.32 mm ×0.1μm）。实验结果表明：用气相色谱质谱连用法测定环境水体和废水中的五氯酚，选择乙酸酐作衍生化试剂，二氯甲烷为萃取剂，比较了不同的衍生pH 条件，以m/ z 为266的定量特征离子定量，获得了较高的灵敏度和选择性。
4 结语
本文只分析了水中双酚A、氨基苯甲脂、嗅味化合物以及五氯酚的色谱质谱联用技术的应用，但是从这几个仅有的例子里我们可以很容易的发现，色谱质谱联用在对环境样品中许多化合物的检测有很多优势。这种方法可以克服单种检测方法的不足，得到理想的分析结果，从而越来越多的在环境样品的检测中应用。
我国的环境安全问题涉及人民健康，各国纷纷制定了更为切实可行的环境有害物质的标准，要满足这些检测的要求，色谱质谱联用技术是一种理想的检测手段，它解决了传统检测方法检测器灵敏度和选择性不够的缺点，提供了可靠、精确的相对分子质量及结构信息，简化了实验步骤，节省了样品的准备时间和分析时间，特别是对于一些复杂大分子化合物痕量的分析检测。色谱质谱联用技术在环境样品中的检测中一定能得到更加广泛的应用。
参考文献：
[1]Kang J H，Kondo F，Effects of Bacterial Counts and Temperature on the Biodegradation of Bisphenol A in River Water.Chemosphere〔J〕.2002，49（5）∶493 —498.
[2]张海峰，胡建英，常红 et al.SPE-LC-MS法检测杭州地区饮用水水源及自来水中的双酚A〔J〕.环境化学，2004，23（5）：584-586.
[3]陈剑刚，赵倩铃，连宗衍 et al.高效液相色谱-质谱法分析测定水中氨基甲酸酯〔J〕.分析化学，2005，33（8）：1167-1170.
[4]吴德好.固相微萃取—气相色谱-质谱联机测定饮用水中的嗅、味化合物〔J〕.化学工程师，2005，4（115）：25-26.
[5]孙磊，蒋新，周健民 et al.环境样品中五氯苯酚分析方法的研究进展〔J〕.分析科学学报，20（6）：642-646.
[6]范苓，夏豪刚.气相色谱—质谱法测定水中五氯酚〔J〕.环境监测管理与技术，2001，13（1），33-34.
论文作者:陈鑫
论文发表刊物:《健康世界》2015年11期供稿
论文发表时间:2016/2/2
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