探討飲用水水質檢測中氣相色譜技術的應用

喬瑞云，張玉利*，高 煜

（1.鄭州市獸藥飼料質量安全檢驗中心，河南鄭州 450006；2.河南省科學院高新技術研究中心，河南鄭州 450006）

在近幾年的發展中，工業化發展速度加快，產生的殘留毒害物、廢物、生活垃圾等都會污染水資源，對多數地區水質環境的破壞影響大，特別是有機物、無機物的污染。飲用水水體中存在多種類型的污染物，幾乎都具備致毒性，因此必須要檢測飲用水水質。氣相色譜法可檢測復雜成分混合物，因此能夠應用到飲用水水質檢測中。

1 飲用水水質檢測的意義

水為生命活動提供必需的能源，飲用水會直接影響社會生產與生活，因此要科學檢測飲用水水質。在檢測水質時，檢測指標包括微生物、理化性質。對于生活飲用水，水質檢測涉及細菌、污染物檢測，以免危害機體健康。當飲用水內含有病毒、細菌時，要使用高溫殺菌法處理，從而改善水體質量。對于水內的重金屬，通過過濾法進行凈化。通過長期檢測實踐可知，飲用水經過處理后，內部仍然會殘留金屬元素，當重金屬含量超標，會危害身體健康。同時，在檢測飲用水水質時，要注重有機污染物含量的控制。研究表明，當個體長時間飲用不潔水質，就會加大疾病患發率[1]。飲用水中的有機物存在明顯的潛伏特征，會損傷人體的肝腎、胃功能。維護飲用水安全有助于保障人體健康，促進社會和諧發展。

2 氣相色譜法概述

在水質檢測中應用氣相色譜技術能夠檢驗水質內的不同成分，從而掌握不同成分的含量。在檢測飲用水時，應注重對飲用水成分的判斷。當內部有害物質超標時，則飲用水達不到飲用標準。在檢測飲用水水質時，氣相色譜法依賴于專業儀器與設備，如氣相色譜儀，操作簡單，能夠控制簡化參數。使用氣相色譜法檢測飲用水，混合物質會顯示出不同的色層差，檢測人員通過該原理，參考色層性質、數值，可確定飲用水內的物質。因此，氣相色譜法的檢測結果準確率高，具備良好的應用價值。

2.1 氣相色譜法的分類

（1）氣固色譜法。此方法重點檢測飲用水內的懸浮顆粒物。如果顆粒物含量多，會影響飲用水的清潔度，產生懸浮物沉淀問題。使用氣固色譜技術時，可對飲用水內的顆粒物進行吸附，通過色譜分析法及儀器，可對不同的色層進行顯示。水質檢測人員遵循色層特性，對數據進行轉化，能夠獲得有價值的數據。再通過與標準固體顆粒物數值對比，能夠掌握飲用水的顆粒物含量、類型，同時對固體顆粒物的有害性進行判斷，獲得最終結論。

（2）氣液色譜法。相比氣固色譜法，此技術的檢測常量為液體因素。在應用氣液色譜法時，可蒸發、分流飲用水內的物質，去除水體內的部分容量，確保后續水質檢測的順利性。此外，氣液色譜法還可用于化學檢測，不會對水體內的物質成分產生影響，能夠保證檢測結果的準確性，因此該技術應用廣泛[2]。

2.2 氣相色譜法的應用優勢

（1）高分離率。水質檢測中，色譜柱的長度為1～2 m，會出現上百萬個理論搭板，確保分配系數的相近性。當物質分離難度較大時，通過長時間分配后能夠分離，保證分離結果準確。

（2）高靈活性。氣相色譜法使用時，檢測儀器具備較高的靈活度，可檢測10-1～10-9g的物質。飲用水內的有機物指標均可采用氣相色譜法檢測。此外，應用氣相色譜法還可檢測高分子單體、超純氣體，確定空氣內的微量毒物含量。當氣相色譜法允許時，能夠對物質進行氣化處理，因此氣相色譜法具備較高的靈活度。

（3）高選擇性。當物質性質較為相似時，檢測難度比較大，對檢測方法的精確性要求高。氣相色譜法可分離復雜物質，因此選擇性較高。

（4）高分析速度。應用傳統方法時，單個樣品的分析時間非常長，但氣相色譜法可縮短樣品的分析時間，且技術水平高，便于操作，可實現自動化處理，能夠在短時間內分析所有數據。

（5）應用范圍廣。氣相色譜法可分析氣體樣品、固體樣品，分析對象包括有機、無機試樣，因此檢測適用范圍廣。當前，氣相色譜法應用到分析領域比較多，不僅可檢測水質，還可檢測環境、分析醫藥等，應用價值高。

3 氣相色譜法在飲用水水質檢測中的應用

3.1 酚醛復合肥的檢測

酚類復合肥料會危害人體的干細胞、中樞神經系統。由于酚類物質的殘留時間長，很難完全溶解，因此會危害人體健康，尤其是導致胎兒畸形，且對生態環境的污染影響大。在檢測酚類化合物時以氣相色譜法為主，借助電氣設備捕獲器，以5%固定相、95%苯基的毛細管柱，長度30 m，直徑25 mm，膜厚度0.25 μm。在測試時，以程序升溫法為主，可檢測出水體內的DDT異構體、一般異構體。同時，還可檢測七氯水、硫丹、化學試劑等化合物。

3.2 有機磷的檢測

有機磷屬于液體物質，黏度大，顏色為淺黃色、深棕色，會散發出大蒜氣味。有機磷的水溶性較低，但會與動植物油、溶劑相溶。有機磷的光熱氧穩定性高，在堿性物質內進行溶解，破壞原始結構。研究指出，有機磷酸酯通過呼吸、皮膚、消化系統，均能夠進入人體，會對人體內各個器官組織造成危害，且在肝臟組織內的聚集量較多。在檢測有機磷時可應用氣相色譜法，借助硝酸鹽氮檢測器，以50%固定相、95%苯基的毛細管柱，長度30 m，直徑0.25 mm，膜厚度0.25 μm。通過溫度程序能夠檢測水體內的二甲雙胍、甲基對硫磷、敵百蟲等有害物質濃度[3]。

3.3 有機氯的檢測

在飲用水檢測中，有機氯農藥屬于常見污染物，會傷害人體器官，因此要采用現代技術對其進行檢測。當人體內攝入有機氯農藥后，會產生肝臟、神經系統毒害性，損傷相應的器官。當攝入量較多時，會出現全身器官衰竭而死亡。在檢測有機氯時，面臨的難度較多，如分解效率低下，殘留時間長，會增加結果的錯誤率。氣相色譜技術可保證檢測結果的準確度，對水體內的有機氯進行判斷。利用電子捕獲模塊、毛細血管柱進行飲用水中氯檢測，合理應用程序化升溫措施，可保證檢測效果，明確有機氯的含量。

一般情況下，通過配置電子捕獲器，配置50%固定相、95%苯基的毛細管柱，待至程序化升溫后，能夠對飲用水中的異構體、七氯、艾氏劑進行分離檢查，且精確度高。

3.4 揮發性有機化合物的檢測

使用氣相色譜儀可檢測水體內的揮發性、半揮發性有機化合物。在實際檢測中，通過不同的預處理方法以及相關標準檢測水體內的三氯化物；通過自動頂空進樣器檢測飲用水內的揮發性酚、溴苯；通過氣液平衡法處理水質采樣問題。此外，在氣相色譜儀上配置頂空進樣器，能夠對飲用水內的丁二烯、間二甲苯等物質進行檢測，增加蒸汽體內的揮發性酚濃度，保證檢測的靈敏度，利用率達到95.6%～102.0%。部分技術人員采用氣相色譜法對水質內的溴氯甲烷進行檢測，加熱水質樣本、平衡溶液，能夠加快檢測進度、降低外部空氣的影響。二溴氯甲烷、溴二氯甲烷的檢測限為0.1 μg·L-1。溴二氯甲烷和二溴氯甲烷的標準添加回收率分別為99.6%、97.4%。在應用氣相色譜法時，需要連接計算機對設備進行控制，整體操作簡單，可準確檢測水體內的多個指標。

3.5 苯系物的檢測

使用氣相色譜法對苯系物進行檢測時，基本無干擾項，可獲得良好的檢測效果。苯系物檢測時濃度達到0.05 mg·L-1，可檢測污染水質，保證檢測結果的精確度，降低誤差率，溶劑峰不會干擾酚類物質，不會產生二次污染。通過檢測結果能夠對飲用水處理提供指導依據，減少污水的排放量。應用固相微萃取工藝時，要注重樣品處理，集中水內的苯系物，通過毛細管的氣相色譜法，能夠實現分離處理。在整個分析處理中只需15 min，檢測限為1～2 μg·L-1。

4 氣相色譜分析水質的問題與改進措施

4.1 基線波動

在檢測飲用水水質時，氣相色譜法的精確性、穩定性優勢顯著。但在對水質進行檢測時，基線變動的干擾明顯，對檢測數據的穩定性影響大。因此，在應用氣相色譜法時，應遵循實際問題，對基線進行準確把控。此外，還應注重基線變動干擾的分析，如檢測過程的合規化等。在檢測飲用水水質時要做好各項準備工作。檢測前，全面檢查檢測儀器，清除表面雜質，防止干擾氣相色譜基線。將儀器放置到水體后，不能立即讀數，這是因為此時水體動蕩，影響檢測讀數的準確性。檢測時，靜止一段時間，確保水質數據穩定后，再讀取和記錄，可保障檢測數據的可靠性。在檢測操作時，需要多次檢測操作，從而獲取飲用水水質數據，以免由于操作失誤影響檢測結果。檢測人員還可對多次檢測數據進行對比，消除差異數據，保留穩定數據，加強檢測質量。

4.2 色譜柱氧化

在水質檢測中，常見的色譜柱氧化問題多是由于色譜柱受到污染，無法確保檢測精確度。當色譜柱氧化后，會導致水體內的物質附著，色譜柱清潔不完全，堆積大量物質，腐蝕色譜柱。當雜質、色譜柱材料產生反應時，會導致氧化問題加重。為了避免色譜柱氧化，需及時更換新的色譜柱，確保水質檢測操作時具備相應的色譜對照標準。

4.3 色譜柱靈敏度問題

在檢測飲用水時，色譜柱的條件非常重要，會直接影響檢測效果。當色譜柱的靈敏度不佳時，不能對水體內的物質進行檢測，且會對飲用水的清潔、安全度的評價產生影響。對于色譜柱的靈敏度問題，可采用添加劑方式，加強水質檢測的靈敏度。二氧化苯溶液能夠催化不敏感物質并產生反應，確保物質轉化為富集狀態，提升檢測結果的準確度[4]。

4.4 無機物干擾

在檢測飲用水中的物質時，主要是對水體內的有機物進行檢測。但飲用水中含有無機物，會影響色譜柱，導致檢測人員無法分辨影響來源，錯誤判斷飲用水的物質。在應用氣相色譜法時，需要應用無機物去除法，采用吸附、氣化方式消除，可更容易檢測出飲用水中的有機物[5]。無機物干擾消除后，可提升氣相色譜的實施效果，確保檢測的準確性。

5 結語

綜上所述，為了科學控制水資源質量，必須做好水質檢測工作。氣相色譜檢測法可提升物質分離率，且檢測靈敏度高，能夠快速獲取檢測結果。因此，在飲用水檢測中，需要推廣應用氣相色譜法，掌握水體內的物質含量，確保人們用水的安全性。