便攜式GC-MS在應急監測中的應用

高博，王淑娟，李歆琰，付翠輕，劉新軍

（河北省生態環境監測中心，石家莊050037）

1 引言

近年來，化工生產行業迅速發展，化工突發性污染事故頻發，造成非常惡劣的影響[1，2]。因此，如何迅速確定化工污染物的種類、影響范圍、濃度變化趨勢就成為化工事故環境應急監測的首要任務[3]。本文以華北平原某縣化工園區發生的水污染事故為案例，就便攜式GC-MS 在應急監測中的應用進行分析和討論，從而為同類突發性污染事故應急監測工作提供借鑒和參考。

2 案例

某日，某化工園區內A 公司與B 公司員工在飲水與食堂就餐后均發頭暈、嘔吐、腹痛等不適癥狀。

現場應急監測人員使用Miran SapphlRe 便攜式紅外氣體檢測儀，對事發企業供水管網上、下游可疑點位及排污節點進行現場排查并取樣分析。現場排查發現A 公司廠區電茶水爐采集的水樣與C 公司廠區及廢水池氣味特征一致，檢出疑似特征污染物也與C 公司有高度關聯性。據此，初步確定此次中毒事件為飲用水污染事件，并初步鎖定污染源為C 公司。

3 溯源監測

通過對A 公司電茶水爐、B 公司食堂吃水池、C 公司自備井、D 公司自備井、E 公司自備井、F 自備井、G 自備井及A 公司自備井的樣品溯源監測分析，獲得主要特征污染物信息，為排查事故發生原因、查明污染節點和路徑、認定事故責任主體提供技術支持。應急監測人員利用便攜式GC-MS 的頂空方法對相關水樣進行色譜-質譜聯用定性分析來鑒別特征污染物，定性結果詳見表1，A 電茶水爐與C 自備井檢出譜圖如圖1 所示。

圖1 A公司電茶水爐與C公司自備井1#檢出譜圖

4 跟蹤監測

為了掌握事故發生后的污染程度、范圍及變化趨勢，需要對C 公司自備井進行連續的跟蹤監測，直至其水質恢復正常或達標。跟蹤監測結果詳見表2。

表1 溯源監測分析一覽表

表2 跟蹤監測結果

5 監測結果分析

5.1 溯源監測結果分析

A 公司電茶水爐中水樣（X+1 日采集的X 日殘存水樣）檢出疑似特征污染物：二乙基苯胺、甲苯、辛醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、二甲基甲酰胺。與同日上午C 公司自備井中取出的3 個水樣所檢出的疑似特征污染物基本一致。同日上午所采B 公司食堂吃水池水樣中檢出疑似特征污染物為：甲苯、乙酸乙酯、二氯甲烷，與A 公司電茶水爐及C 公司自備井中發現的部分疑似特征污染物一致。D 公司自備井、E 公司自備井、F 公司自備井、G 公司自備井及A 公司自備井采樣點位取樣中均未檢出疑似特征污染物。

6 種疑似特征污染物的分子量為73.1~149.2、沸點為39.8~215.5℃，均在便攜式GC-MS 的測試參數范圍內；外觀從無色到黃色，且均可溶于水與樣品特征描述不存在沖突。

通過監測結果分析、特征污染物理化性質和用途分析，基本可確定A 公司和B 公司所受污染與C 公司自備井具有高度相關性，可初步確定污染責任主體為C 公司。

5.2 跟蹤監測結果分析

自X+1 日22 點起，使用水泵對C 公司自備井進行連續排水。X+2 日11 點左右C 公司廠區停電，自備井抽水停止，12：50 恢復供電后抽水繼續。故，在此時段C 自備井水樣疑似特征污染物濃度按峰面積推算有所反彈，但隨后采集的樣品污染物濃度明顯下降。C 公司自備井污染物濃度隨著污水不斷地抽出整體呈下降趨勢。跟蹤監測結果顯示C自備井水樣自X+3 日11:05 起至X+4 日18:00未檢出疑似特征污染物，其水質基本得到恢復。

6 討論

6.1 監測結果表示方式討論

由于突發環境事件其發生的突然性與急迫性決定了應急監測應盡快確定主要污染物。在這種時間緊、任務量大的工作模式下，應急監測人員往往沒有時間在現場做曲線進行準確的定量。而突發環境事件發生形式的多樣性、成分的復雜性使得應急監測人員根本不可能具備所有的標準物質完成準確定量，所以，此次應急監測采用色譜分離后質譜譜庫匹配定性鑒別，定性監測結果以“檢出”或“未檢出”表示。

6.2 便攜式GC-MS 的局限性討論

便攜式GC-MS 也叫便攜式氣相色譜-質譜聯用儀。該儀器將氣相色譜的高分離能力和質譜的定性能力相結合，可在突發環境事件現場通過對復雜的混合物組分中的揮發性有機物進行色譜分離和質譜圖譜庫匹配鑒別。便攜式GC-MS 具有操作簡便、快速、檢出限相對較低等特點，但是相對應急監測工作的需要，仍然存在一定的局限性。（1）受儀器便攜性所限，只適合于測定包含1~15 個碳原子、沸點低于270℃、離子化后分裂物質量在41~300amu 的物質；（2）分離度不夠好，共流出現象嚴重，嚴重限制了對未知物質的定性能力；（3）與實驗室臺式GC-MS 相比，測定結果的準確度和精密度相對遜色。因此，在應急監測中還應與便攜式紅外光譜儀、激光拉曼光譜測定儀等多種檢測手段相配合，并結合當地危險源調查數據庫支持系統和各類化學品基本特性數據庫支持系統來開展工作。