中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》發(fā)布的數據顯示，2021年全國3 632個(gè)國考斷面地表水監測中，劣Ⅴ類(lèi)占1.2%，水質(zhì)污染指標主要為總磷、高錳酸鹽和化學(xué)需氧量；1 900個(gè)國家地下水環(huán)境質(zhì)量考核點(diǎn)位中，Ⅴ類(lèi)占20.6%，水環(huán)境中主要污染物為硫酸鹽、氯化物和鈉。從甘肅省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布的全省14個(gè)地級市及蘭州新區地表水環(huán)境質(zhì)量情況來(lái)看，全省74個(gè)國控斷面劣Ⅴ類(lèi)占2.7%，高于全國平均水平。全省14個(gè)地級市及蘭州新區地表水環(huán)境質(zhì)量與2021年相比，有6個(gè)城市水質(zhì)指數得到改善，9個(gè)城市水質(zhì)變差，其中金昌市水質(zhì)降低幅度達到21.8%，酒泉市城市水質(zhì)指數排名第四，改善5.3%。通過(guò)對水環(huán)境中電導率、色度、BOD、COD、濁度、重金屬含量等指標進(jìn)行監測，能夠更為全面地掌握水環(huán)境質(zhì)量狀況。隨著(zhù)生態(tài)環(huán)保要求的不斷提高，對于水環(huán)境質(zhì)量監測的時(shí)效性、準確性要求也越來(lái)越高。目前，水環(huán)境質(zhì)量現代化監測技術(shù)主要有快速溶劑萃取監測技術(shù)、氣相色譜監測技術(shù)、遙感監測技術(shù)和生物監測技術(shù)等等。與其他監測技術(shù)相比，氣相色譜技術(shù)在水環(huán)境質(zhì)量監測中，監測結果更準確、效率更高，也是目前常用的一種水環(huán)境質(zhì)量監測技術(shù)手段。

生態(tài)環(huán)境監測的對象包括大氣、土壤、水環(huán)境等。其中，水環(huán)境監測已經(jīng)歷40余年的發(fā)展，并取得了良好成果。根據監測要求不同，通常將水環(huán)境監測方法分為一般監測、自動(dòng)監測和應急監測。其中，一般監測是指根據《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB383-2002）的規范進(jìn)行監測分析，并規定了一般監測的基本項目（地表水24項）和集中式生活飲用水地表水源地特定項目（80項），并將氣相色譜法作為分析推薦方法；自動(dòng)監測則根據生態(tài)環(huán)境部、美國EPA、EU認可的儀器分析法，根據水質(zhì)自動(dòng)監測技術(shù)標準進(jìn)行水質(zhì)監測。根據《國家地表水水質(zhì)自動(dòng)監測系統介紹》的相關(guān)規定，地表水水質(zhì)自動(dòng)監測項目包括水溫、DO、濁度、電導率、高錳酸鹽指數、TOC、氨氮等項目，一般要求4小時(shí)采樣一次；應急監測則需要執行《突發(fā)環(huán)境事件應急監測技術(shù)規范》（HJ589-2021），無(wú)監測標準的項目則選取等效辦法進(jìn)行監測。

1992年，原國家環(huán)保局提出首要68類(lèi)水環(huán)境有害污染物監測名單，其中58類(lèi)為毒性有機污染物。近年來(lái)，隨著(zhù)水環(huán)境監測工作的開(kāi)展，發(fā)現當前我國水環(huán)境污染主要以有機物污染為主，因此在水環(huán)境監測項目中提出了優(yōu)先監測項目，從傳統的重金屬、系統指標監測逐漸轉向毒性有機物監測。1996年頒布的《污水綜合排放標準》在原有監測項目基礎上又新增了30項毒性有機物排放監測內容。由于地表水、集中式生活飲用水、地表水源的不同，監測的項目?jì)热菀泊嬖谳^大差異。自動(dòng)監測項目中一共有21項監測內容，其中必測項為7類(lèi)、選測項為14類(lèi)。“十四五”期間，隨著(zhù)污染防治攻堅戰的推進(jìn)，新污染物的問(wèn)題逐漸凸顯，氣相色譜技術(shù)在水環(huán)境新污染物監測中也發(fā)揮著(zhù)重要的作用。

氣相色譜技術(shù)（gas chromatography，簡(jiǎn)稱(chēng)GC），是指用氣體作為流動(dòng)相的色譜法。作為一種新的分離分析技術(shù)，在工業(yè)、農業(yè)、科學(xué)研究和生態(tài)環(huán)境保護領(lǐng)域應用廣泛。氣相色譜技術(shù)又分為氣固色譜技術(shù)和氣液色譜技術(shù)。流動(dòng)相為氣體，固定相是固體物質(zhì)的色譜分離方法，即為氣固色譜技術(shù)；流動(dòng)相為氣體，固定相是液體的色譜分離技術(shù)，即為氣液色譜技術(shù)。氣相色譜技術(shù)利用物質(zhì)極性、沸點(diǎn)及吸附性質(zhì)的差異，從而達到分離混合物的效果。以水環(huán)境監測為例，待分析水樣在汽化室汽化后被載氣（又叫流動(dòng)相）帶入含有固體或液體的色譜柱，由于待檢測水樣中的組分極性、沸點(diǎn)及吸附性能存在較大的差異，且每種組分都傾向于在流動(dòng)相、固定相之間形成吸附平衡，由于流動(dòng)相是流動(dòng)的，吸附平衡難以建立。流動(dòng)相的流動(dòng)使待測水樣中的組分在運動(dòng)中反復分配或吸附/解吸附，最終在流動(dòng)相中濃度大的水樣組分最先流出色譜柱，固定相中分配濃度大的組分后流出。檢測器對流出色譜柱的組分進(jìn)行檢測分析，并將組分轉變?yōu)殡娦盘?，這種電信號的大小與水樣監測組分濃度值成正比關(guān)系，將這些電信號放大并記錄下來(lái)，便形成氣相色譜圖。

從氣相色譜技術(shù)的原理分析來(lái)看，與傳統監測技術(shù)相比，該技術(shù)應用于水環(huán)境污染監測具有分辨率高，選擇性強的特點(diǎn)。氣相色譜法能夠將復雜的水樣分離成若干單組分，便于后期的深度分析；二是分析速度快，靈敏度高。利用氣相色譜技術(shù)監測水環(huán)境，水樣中的微小含量污染物均可被監測，且與其他監測儀器相比，氣相色譜儀能夠達到更低檢出限，微量及痕量分析效果較好；三是靈活性強，適用范圍廣。利用氣相色譜技術(shù)監測水環(huán)境，可將極為相近的同位素或同分異構體進(jìn)行區分，不受水樣污染物組分含量及物質(zhì)形態(tài)的影響。除了水環(huán)境監測外，其在固體、氣體監測中的優(yōu)勢也十分突出。但氣相色譜監測技術(shù)也存在一些不足，定量分析監測污染物，需要用已知物純樣校正監測后輸出的信號，定性分析監測污染物時(shí)，需要用已知物或已知數據與相應色譜峰比對，或與質(zhì)譜、光譜監測技術(shù)聯(lián)用，以獲得更為精準的結果。

苯胺類(lèi)、多環(huán)芳烴類(lèi)、氯苯類(lèi)、硝基苯類(lèi)、鄰苯二甲酸酯類(lèi)、苯酚類(lèi)化合物合稱(chēng)為半揮發(fā)性有機物（SVOCs）。半揮發(fā)性有機物是飲用水源地常見(jiàn)監測項目，其理化性質(zhì)差異較大，傳統監測水環(huán)境中半揮發(fā)性有機物需要消耗大量試劑，工序復雜，耗時(shí)較長(cháng)。近年來(lái)，固相萃取技術(shù)與氣相色譜技術(shù)或氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)用對水環(huán)境進(jìn)行監測，可以同時(shí)監測水環(huán)境中多種半揮發(fā)性有機物，具有監測精度高、操作簡(jiǎn)便，溶劑使用少等優(yōu)勢。艾德平等利用氣相色譜-質(zhì)譜法和液液萃取技術(shù)進(jìn)行富集、萃取，在選取50 mL二氯甲烷萃取劑、萃取10 min、濃縮溫度達30℃優(yōu)化條件時(shí)進(jìn)行水樣預處理，可同時(shí)快速測定飲用水中38種半揮發(fā)性有機物，除聯(lián)苯胺回收率<70%以外，其余目標物回收率都>70%，最高達117%，監測靈敏度、準確度和選擇性較高^[1]。呂天峰等利用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法監測水體中的半揮發(fā)性有機污染物，選用85&mu;m聚丙烯酸酯纖維微萃取涂層，萃取溫度50℃、萃取時(shí)間30 min，用DB-5MS毛細管色譜柱分離，電子轟擊離子源全掃描監測水環(huán)境半揮發(fā)性有機物模式，能夠同時(shí)監測24種半揮發(fā)性有機污染物，回收率均超過(guò)了50%，最高達95.8%^[2]。

氮磷等營(yíng)養元素超標也是導致水環(huán)境污染的重要因素。水環(huán)境中營(yíng)養元素超標會(huì )加劇水體富營(yíng)養化，消耗水環(huán)境中的氧氣，導致水生生物缺氧死亡。因此，通過(guò)對水環(huán)境中營(yíng)養元素的監測，及時(shí)掌握水環(huán)境中氮、磷等營(yíng)養元素成分及含量，為決策者制定快速應對措施提供參考，有利于水環(huán)境的保護。傳統的水環(huán)境營(yíng)養元素監測不僅耗時(shí)耗力，還會(huì )消耗大量監測試劑，且通常只是監測分析某一單一營(yíng)養元素，監測效果較差。郭蓮秀等利用頂空-氣相色譜法測定某污水處理廠(chǎng)城鎮生活污水排放中的氨氮含量，選用Agilent7890型氣相色譜儀和美國安捷倫公司的DB-5毛細管柱（30 m&times;0.28 mm&times;0.20&mu;m），在加入500&mu;L甲醛，平衡時(shí)間10 min，反應溫度40℃條件下，二氧化碳的峰面積達到最高值，加標回收率98.7%～105.46%^[3]。頂空-氣相色譜技術(shù)（HS-GC）監測水環(huán)境具有干擾小、監測效率高、覆蓋面廣的特點(diǎn)，且適用于基質(zhì)復雜的氨氮批量快速監測分析。利用氣相色譜技術(shù)監測水環(huán)境營(yíng)養元素，主要涉及的關(guān)鍵技術(shù)方法有：（1）頂空氣相色譜技術(shù)。監測水環(huán)境中的總氮含量，利用衍生化反應，將水環(huán)境中硝酸鹽轉化為衍生物，利用衍生物易揮發(fā)性特點(diǎn)監測分析；（2）火焰光度監測器技術(shù)。利用氣相色譜技術(shù)監測水環(huán)境中總磷含量，其間選用甲苯萃取劑，利用磷元素可氧化燃燒性特點(diǎn)，通過(guò)火焰光度監測器技術(shù)分析監測水環(huán)境中磷含量；（3）電子捕獲檢測器技術(shù)。氣相色譜技術(shù)、電子捕獲檢測器技術(shù)聯(lián)合應用，可監測水環(huán)境中亞硝酸鹽氮（回收率變化范圍93.75%～103.25%之間）和硝酸鹽氮含量（回收率變化范圍96%～104%之間）^[4]。

工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水中含有重金屬離子，經(jīng)食物鏈在人體內富集很難代謝和降解，危害人們身體健康。因此，水環(huán)境中的重金屬離子也是監測的主要項目。傳統的原子吸收光譜法監測水環(huán)境中的重金屬元素，無(wú)法同時(shí)進(jìn)行多元素分析監測，且監測精度低。與傳統的原子吸收光譜法監測水環(huán)境中的重金屬離子不同，氣相色譜技術(shù)監測速度快、靈敏度高，廣泛應用于工業(yè)廢水等水環(huán)境監測。宋萍利用固相微萃取-氣相色譜聯(lián)用法監測水環(huán)境中的重金屬離子，在溫度控制中采用電壓及PID控制器控制溫度，經(jīng)試驗對比分析，氣相色譜聯(lián)用法誤差率更低、效果更好^[5]。計著(zhù)東等人利用Agilent7890A氣相色譜儀，配&mu;-E C D電子捕獲檢測器，毛細管柱（30 m&times;320&mu;m&times;0.25&mu;m），在100℃柱溫實(shí)現甲基汞、乙基汞的完全分離，加標回收率在88%～101%，利用毛細管柱氣相色譜法監測市政污水中的烷基汞效果顯著(zhù)^[6]。

除了可對半揮發(fā)性有機物、金屬離子、營(yíng)養元素等水環(huán)境中污染物進(jìn)行有效監測外，氣相色譜技術(shù)還在石油類(lèi)、酚類(lèi)、苯胺、氰化物等其他傳統污染物監測方面取得良好效果。張歡燕等利用快速氣相色譜法，通過(guò)建立吹掃捕集、液液萃取、超聲溶劑萃取分離富集等技術(shù)，在氣相色譜-火焰離子化檢測器分析測定水環(huán)境中的總石油烴，監測方法的精密度、準確度良好^[7]。

水環(huán)境污染治理離不開(kāi)監測工作的技術(shù)支持，隨著(zhù)生態(tài)環(huán)保理念的增強以及生態(tài)環(huán)境監測技術(shù)的發(fā)展，氣相色譜技術(shù)在水環(huán)境中的應用更為廣泛。未來(lái)，氣相色譜技術(shù)將與微萃取技術(shù)、衍生化技術(shù)以及質(zhì)譜技術(shù)等聯(lián)合應用，且應用更為緊密，能夠進(jìn)一步發(fā)揮復合工藝技術(shù)的聯(lián)合效應，提升監測技術(shù)的精準度。此外，對色譜柱等支持氣相色譜監測技術(shù)的相關(guān)設備研究越來(lái)越重要，可為色譜技術(shù)應用提供重要物質(zhì)保障。計算機信息技術(shù)、GPS等信息化、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，也將推動(dòng)氣相色譜技術(shù)朝著(zhù)模塊化、芯片化、智能化、小型化的方向發(fā)展，在應急水環(huán)境監測中的作用發(fā)揮更加明顯，為水環(huán)境監測提供更為可靠的技術(shù)保障。

總之，水是人類(lèi)賴(lài)以生存的重要源泉，也是生命之源。藍天、碧水、凈土是生態(tài)環(huán)境保護的重要內容。在生態(tài)環(huán)境保護中，加強水環(huán)境監測，為水環(huán)境保護提供第一手數據資料，以為水環(huán)境污染防治提供指導，使水環(huán)境污染治理更具針對性、可操作性。水環(huán)境監測需要應用各種先進(jìn)技術(shù)、方法，在具體實(shí)踐中要不斷加強對相關(guān)技術(shù)的完善和改良，發(fā)揮技術(shù)在水環(huán)境監測中的重要價(jià)值和優(yōu)勢，更好地為水環(huán)境監測提供優(yōu)質(zhì)、高效服務(wù)。