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[摘 要]质谱检测技术是分析水质的技术之一，它可用于各种有机和无机物的检测以及分析。本文介绍了质谱仪的基本原理和装置，也讲述了在检测时遇到的问题，比方说，可以测定金属元素浓度和同位素的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）、气相色谱-质谱法（GC-MS）、液相色谱-质谱法（LC-MS）、质谱串联法（MS-MS），在文章最后对其发展前景进行了分析。
[关键词]质谱水质检测联用技术
中图分类号：X832；O657.63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0337-01
我们在生活中也会更多的关注水质安全问题，它既涉及到人们的性命，又是环境保护和生态文明建设的重要组成部分。工业、农业等各个行业所排出的污水里边都含有大量的重金属等有害物质，这些有害物质在进入水后就会严重污染环境，甚至可能会危及到人的健康问题。为了治理水污染等问题，我国政府也相继发布了相关的问题，对污染物的治理也越来越强，对污染物的研究、分析技术的要求也越来越高。
质谱检测技术可以一次检测出多种有害物质，尤其是对有机污染物的检测，可以同时对其中的污染物进行定性分析。质谱检测技术已经成了主要的检测方法，本文就上述几种方法的检测技术和应用进行了讲述。
一、质谱仪及其仪器的基本原理
第一台质谱仪是在1912年出现的，之后飞行时间质量分析仪发明于1946年，四极质谱仪于1953年提出，气相色谱-质谱是在1956年提出的，离子共振质谱出现在1965年。20世纪70年代，液相色谱-质谱（LC-MS）和多级质谱（MMS）有了迅速的发展。质谱仪利用了电磁学，是一种根据质量电荷比分离带电离子样品的装置。也就是选择合适的分离方式将离子分离。
比较常见的质谱仪通常由四部分组成，包括可调程序定时器或者手动按钮操作地取样系统、可以降低损耗地电力系统、质量分析仪和测试系统。对质谱仪最重要的部分就是离子源，在很短时间内将离子分离是它的优点。质量分析仪分布在离子源和测试系统之间，它是一个很重要的部件，它可以将不同质荷比的离子分开，离子回旋共振分析器和磁分析器是比较常见的可以将离子分开的方法。离子回旋共振分析器的特点是低成本、操作简单并且有简单的结构；磁分析器则有高分辨率，对痕量物质进行分析时就会用到磁分析器。
二、水质检测中质谱技术的应用
2.1电感耦合等离子体质谱法
电感耦合等离子体质谱法的工作原理基本上和发射光谱的原理大致一样，只是方位和线圈的连接方式不同。它分为仪器仪表和成份分析仪器。重金属可以说是水中污染物的“常客”，重金属是科学家们重点需要控制的指标。想要检验重金属，可以采用分光光度法、原子吸收光谱法等方法，但是这几种基本的方法虽然简单，但是不能同时测定多种物质，分析也需要很长时间。像这样需要检测重金属的就可以采用电感耦合等离子体质谱法来进行检测。电感耦合等离子体质谱法虽然是近三十多年才提出的，但是它精准度高、基体效应小、测量的动态范围宽、简单迅速，它可以对多种物质同时检测，可以提高工作效率。
2.2气相色谱-质谱法
气相色谱法进行的是定量检测，主要用于多种组分组成的混合物分离及检测，在混合物分离分析方面具有十分重要的地位，质谱法则采用定性检测，但是它对混合物的检测毫无办法，但是如果将两者结合起来就可以分析那些易挥发多组的分样品。操作简单、具有很高的灵敏度、分析周期短是气相色谱-质谱法的优点，它主要适用于对多组混合体系的分析。
气相色谱-质谱法主要用于检测水中的有机物，主要适用于那些易挥发的有机物或者消毒副产物的分析。这种方法即具有很高的灵敏度和准确度，又增加了一种分析物。
2.3液相色谱-质谱法
液相色谱-质谱法出现的相当较晚，它在气相色谱和质谱法出现以后才出现。液相色谱-质谱法出现的晚可能是因为它需要很大的流动相，这样就会产生气体压力。移除移动阶段，避免气体压力的产生是液相色谱-质谱法所需要解决的问题。除了可以弥补气相色谱-质谱法的不足之外，液相色谱-质谱法还具有以下优点：广适性检测器、有很强的分离能力、检测限低、可以让科学家从分子水平上研究生命科学、质谱引导的自动纯化，解决了那些有机物的污染问题。同时，液相色谱-质谱法还解决了废水的问题；它高度的灵活性则是为检验结果的准确性提供了保证。
2.4串联质谱法
该方法是重要连用技术中的一种方法。它是用质谱然后将质量分离，它还有另外几种名称，比如，质谱-质谱法、二维质谱法。串联质谱法能够提供高分辨谱图、定性能力好于QqQ（三重四极杆质谱仪）、速度快，适合于生命科学的大分子量复杂样品分析。它通过诱导质谱产生的离子分离，然后总结出对应的结构信息。串联质谱法在检测中的选择性很强而且灵敏度高、不容易受到干扰，还能够测定混合物中的痕量物質，主要用于对激素、农药等复杂的污染物的检测。但是它成本高、需要仔细维护。
2.5飞行时间质谱法
飞行时间质谱法是速度最快的质谱仪，适合于液质联用仪方面的应用。飞行时间质谱法分辨能力好，有助于定性和m/z近似离子的区别，能够很好的检测ESI电喷雾离子源产生多电荷离子；速度快，每秒2～100张高分辨全扫描谱图，适合于快速LC系统（如UPLC）；质量上限高（6000～10000u）。
飞行时间质谱法可以根据质荷比不同、飞行速度不同的原理来测定的，这种方法就解决了那些高质量分子无法检测的问题。并且，它具有很高的分辨率和灵敏度，所以能够提供更为准确的检测结果，飞行时间质谱法在很多领域得到了应用。它能够筛选和鉴定物质，还能够在线检测有机物，解决了目前在检测中存在的无法实时、在线监测的问题，它的目标主要是要在事故发生前完成对污染物的检测。专业人员在对飞行时间质谱法应用的检测中发现该方法需要的时间短、可以大范围检测、具有很强的稳定性，误差小，可以用在水污染十分严重的地方。
在运用飞行时间质谱法进行检测时还要注意对它的缺点进行总结、加以改进，尽可能的降低它的成本，加强对它的维护。
三、结束语
质谱检测技术是分析水质的技术之一，它解决了对水中有机物、无机物甚至更多有害物质的检测。在我国，现用的检测技术是以气相色谱-质谱法和液相色谱-质谱法为主，但是，在质谱领域，国产仪器面临的主要问题，一是技术，二是资金，三是人才，四是以上要素的综合运用，即大家通常所说的，把研究成果产品化、商品化。这样解决水污染问题就需要具备以下几点：培养专业人才、加强技术管理；对多种污染物同时进行检测从而提高工作效率；能够解决在紧急情况下对污染物的筛选和鉴定；能够做到实时、在线监测。就目前的发展状况来看，质谱串联法可能会成为将来水质问题检测的重要方法之一。
参考文献
[1]刘建利，王斐，蔺凯.电感耦合等离子体质谱法检测饮用水的元素[J].理化检验，2014.
[2]刘德辉，代飞飞，聂丹丹.气相色谱-质谱法检测水中苯胺类化合物[J].中国城乡企业卫生，2016.
[3]王姗姗，李刚，高丽娜.液液萃取分离-气相色谱-串联质谱法同时检测水中有机氯农药[J].理化检验，2016.
[4]刘达峰，黎娟.液相色谱-串联质谱法检测水中的雌激素[J].中国卫生检验杂志，2016.
[关键词]质谱水质检测联用技术
中图分类号：X832；O657.63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0337-01
我们在生活中也会更多的关注水质安全问题，它既涉及到人们的性命，又是环境保护和生态文明建设的重要组成部分。工业、农业等各个行业所排出的污水里边都含有大量的重金属等有害物质，这些有害物质在进入水后就会严重污染环境，甚至可能会危及到人的健康问题。为了治理水污染等问题，我国政府也相继发布了相关的问题，对污染物的治理也越来越强，对污染物的研究、分析技术的要求也越来越高。
质谱检测技术可以一次检测出多种有害物质，尤其是对有机污染物的检测，可以同时对其中的污染物进行定性分析。质谱检测技术已经成了主要的检测方法，本文就上述几种方法的检测技术和应用进行了讲述。
一、质谱仪及其仪器的基本原理
第一台质谱仪是在1912年出现的，之后飞行时间质量分析仪发明于1946年，四极质谱仪于1953年提出，气相色谱-质谱是在1956年提出的，离子共振质谱出现在1965年。20世纪70年代，液相色谱-质谱（LC-MS）和多级质谱（MMS）有了迅速的发展。质谱仪利用了电磁学，是一种根据质量电荷比分离带电离子样品的装置。也就是选择合适的分离方式将离子分离。
比较常见的质谱仪通常由四部分组成，包括可调程序定时器或者手动按钮操作地取样系统、可以降低损耗地电力系统、质量分析仪和测试系统。对质谱仪最重要的部分就是离子源，在很短时间内将离子分离是它的优点。质量分析仪分布在离子源和测试系统之间，它是一个很重要的部件，它可以将不同质荷比的离子分开，离子回旋共振分析器和磁分析器是比较常见的可以将离子分开的方法。离子回旋共振分析器的特点是低成本、操作简单并且有简单的结构；磁分析器则有高分辨率，对痕量物质进行分析时就会用到磁分析器。
二、水质检测中质谱技术的应用
2.1电感耦合等离子体质谱法
电感耦合等离子体质谱法的工作原理基本上和发射光谱的原理大致一样，只是方位和线圈的连接方式不同。它分为仪器仪表和成份分析仪器。重金属可以说是水中污染物的“常客”，重金属是科学家们重点需要控制的指标。想要检验重金属，可以采用分光光度法、原子吸收光谱法等方法，但是这几种基本的方法虽然简单，但是不能同时测定多种物质，分析也需要很长时间。像这样需要检测重金属的就可以采用电感耦合等离子体质谱法来进行检测。电感耦合等离子体质谱法虽然是近三十多年才提出的，但是它精准度高、基体效应小、测量的动态范围宽、简单迅速，它可以对多种物质同时检测，可以提高工作效率。
2.2气相色谱-质谱法
气相色谱法进行的是定量检测，主要用于多种组分组成的混合物分离及检测，在混合物分离分析方面具有十分重要的地位，质谱法则采用定性检测，但是它对混合物的检测毫无办法，但是如果将两者结合起来就可以分析那些易挥发多组的分样品。操作简单、具有很高的灵敏度、分析周期短是气相色谱-质谱法的优点，它主要适用于对多组混合体系的分析。
气相色谱-质谱法主要用于检测水中的有机物，主要适用于那些易挥发的有机物或者消毒副产物的分析。这种方法即具有很高的灵敏度和准确度，又增加了一种分析物。
2.3液相色谱-质谱法
液相色谱-质谱法出现的相当较晚，它在气相色谱和质谱法出现以后才出现。液相色谱-质谱法出现的晚可能是因为它需要很大的流动相，这样就会产生气体压力。移除移动阶段，避免气体压力的产生是液相色谱-质谱法所需要解决的问题。除了可以弥补气相色谱-质谱法的不足之外，液相色谱-质谱法还具有以下优点：广适性检测器、有很强的分离能力、检测限低、可以让科学家从分子水平上研究生命科学、质谱引导的自动纯化，解决了那些有机物的污染问题。同时，液相色谱-质谱法还解决了废水的问题；它高度的灵活性则是为检验结果的准确性提供了保证。
2.4串联质谱法
该方法是重要连用技术中的一种方法。它是用质谱然后将质量分离，它还有另外几种名称，比如，质谱-质谱法、二维质谱法。串联质谱法能够提供高分辨谱图、定性能力好于QqQ（三重四极杆质谱仪）、速度快，适合于生命科学的大分子量复杂样品分析。它通过诱导质谱产生的离子分离，然后总结出对应的结构信息。串联质谱法在检测中的选择性很强而且灵敏度高、不容易受到干扰，还能够测定混合物中的痕量物質，主要用于对激素、农药等复杂的污染物的检测。但是它成本高、需要仔细维护。
2.5飞行时间质谱法
飞行时间质谱法是速度最快的质谱仪，适合于液质联用仪方面的应用。飞行时间质谱法分辨能力好，有助于定性和m/z近似离子的区别，能够很好的检测ESI电喷雾离子源产生多电荷离子；速度快，每秒2～100张高分辨全扫描谱图，适合于快速LC系统（如UPLC）；质量上限高（6000～10000u）。
飞行时间质谱法可以根据质荷比不同、飞行速度不同的原理来测定的，这种方法就解决了那些高质量分子无法检测的问题。并且，它具有很高的分辨率和灵敏度，所以能够提供更为准确的检测结果，飞行时间质谱法在很多领域得到了应用。它能够筛选和鉴定物质，还能够在线检测有机物，解决了目前在检测中存在的无法实时、在线监测的问题，它的目标主要是要在事故发生前完成对污染物的检测。专业人员在对飞行时间质谱法应用的检测中发现该方法需要的时间短、可以大范围检测、具有很强的稳定性，误差小，可以用在水污染十分严重的地方。
在运用飞行时间质谱法进行检测时还要注意对它的缺点进行总结、加以改进，尽可能的降低它的成本，加强对它的维护。
三、结束语
质谱检测技术是分析水质的技术之一，它解决了对水中有机物、无机物甚至更多有害物质的检测。在我国，现用的检测技术是以气相色谱-质谱法和液相色谱-质谱法为主，但是，在质谱领域，国产仪器面临的主要问题，一是技术，二是资金，三是人才，四是以上要素的综合运用，即大家通常所说的，把研究成果产品化、商品化。这样解决水污染问题就需要具备以下几点：培养专业人才、加强技术管理；对多种污染物同时进行检测从而提高工作效率；能够解决在紧急情况下对污染物的筛选和鉴定；能够做到实时、在线监测。就目前的发展状况来看，质谱串联法可能会成为将来水质问题检测的重要方法之一。
参考文献
[1]刘建利，王斐，蔺凯.电感耦合等离子体质谱法检测饮用水的元素[J].理化检验，2014.
[2]刘德辉，代飞飞，聂丹丹.气相色谱-质谱法检测水中苯胺类化合物[J].中国城乡企业卫生，2016.
[3]王姗姗，李刚，高丽娜.液液萃取分离-气相色谱-串联质谱法同时检测水中有机氯农药[J].理化检验，2016.
[4]刘达峰，黎娟.液相色谱-串联质谱法检测水中的雌激素[J].中国卫生检验杂志，2016.