中国生态环境状况公报》发布的数据显示，2021年全国3 632个国考断面地表水监测中，劣Ⅴ类占1.2%，水质污染指标主要为总磷、高锰酸盐和化学需氧量；1 900个国家地下水环境质量考核点位中，Ⅴ类占20.6%，水环境中主要污染物为硫酸盐、氯化物和钠。从甘肃省生态环境厅发布的全省14个地级市及兰州新区地表水环境质量情况来看，全省74个国控断面劣Ⅴ类占2.7%，高于全国平均水平。全省14个地级市及兰州新区地表水环境质量与2021年相比，有6个城市水质指数得到改善，9个城市水质变差，其中金昌市水质降低幅度达到21.8%，酒泉市城市水质指数排名第四，改善5.3%。通过对水环境中电导率、色度、BOD、COD、浊度、重金属含量等指标进行监测，能够更为全面地掌握水环境质量状况。随着生态环保要求的不断提高，对于水环境质量监测的时效性、准确性要求也越来越高。目前，水环境质量现代化监测技术主要有快速溶剂萃取监测技术、气相色谱监测技术、遥感监测技术和生物监测技术等等。与其他监测技术相比，气相色谱技术在水环境质量监测中，监测结果更准确、效率更高，也是目前常用的一种水环境质量监测技术手段。

生态环境监测的对象包括大气、土壤、水环境等。其中，水环境监测已经历40余年的发展，并取得了良好成果。根据监测要求不同，通常将水环境监测方法分为一般监测、自动监测和应急监测。其中，一般监测是指根据《地表水环境质量标准》（GB383-2002）的规范进行监测分析，并规定了一般监测的基本项目（地表水24项）和集中式生活饮用水地表水源地特定项目（80项），并将气相色谱法作为分析推荐方法；自动监测则根据生态环境部、美国EPA、EU认可的仪器分析法，根据水质自动监测技术标准进行水质监测。根据《国家地表水水质自动监测系统介绍》的相关规定，地表水水质自动监测项目包括水温、DO、浊度、电导率、高锰酸盐指数、TOC、氨氮等项目，一般要求4小时采样一次；应急监测则需要执行《突发环境事件应急监测技术规范》（HJ589-2021），无监测标准的项目则选取等效办法进行监测。

1992年，原国家环保局提出首要68类水环境有害污染物监测名单，其中58类为毒性有机污染物。近年来，随着水环境监测工作的开展，发现当前我国水环境污染主要以有机物污染为主，因此在水环境监测项目中提出了优先监测项目，从传统的重金属、系统指标监测逐渐转向毒性有机物监测。1996年颁布的《污水综合排放标准》在原有监测项目基础上又新增了30项毒性有机物排放监测内容。由于地表水、集中式生活饮用水、地表水源的不同，监测的项目内容也存在较大差异。自动监测项目中一共有21项监测内容，其中必测项为7类、选测项为14类。“十四五”期间，随着污染防治攻坚战的推进，新污染物的问题逐渐凸显，气相色谱技术在水环境新污染物监测中也发挥着重要的作用。

气相色谱技术（gas chromatography，简称GC），是指用气体作为流动相的色谱法。作为一种新的分离分析技术，在工业、农业、科学研究和生态环境保护领域应用广泛。气相色谱技术又分为气固色谱技术和气液色谱技术。流动相为气体，固定相是固体物质的色谱分离方法，即为气固色谱技术；流动相为气体，固定相是液体的色谱分离技术，即为气液色谱技术。气相色谱技术利用物质极性、沸点及吸附性质的差异，从而达到分离混合物的效果。以水环境监测为例，待分析水样在汽化室汽化后被载气（又叫流动相）带入含有固体或液体的色谱柱，由于待检测水样中的组分极性、沸点及吸附性能存在较大的差异，且每种组分都倾向于在流动相、固定相之间形成吸附平衡，由于流动相是流动的，吸附平衡难以建立。流动相的流动使待测水样中的组分在运动中反复分配或吸附/解吸附，最终在流动相中浓度大的水样组分最先流出色谱柱，固定相中分配浓度大的组分后流出。检测器对流出色谱柱的组分进行检测分析，并将组分转变为电信号，这种电信号的大小与水样监测组分浓度值成正比关系，将这些电信号放大并记录下来，便形成气相色谱图。

从气相色谱技术的原理分析来看，与传统监测技术相比，该技术应用于水环境污染监测具有分辨率高，选择性强的特点。气相色谱法能够将复杂的水样分离成若干单组分，便于后期的深度分析；二是分析速度快，灵敏度高。利用气相色谱技术监测水环境，水样中的微小含量污染物均可被监测，且与其他监测仪器相比，气相色谱仪能够达到更低检出限，微量及痕量分析效果较好；三是灵活性强，适用范围广。利用气相色谱技术监测水环境，可将极为相近的同位素或同分异构体进行区分，不受水样污染物组分含量及物质形态的影响。除了水环境监测外，其在固体、气体监测中的优势也十分突出。但气相色谱监测技术也存在一些不足，定量分析监测污染物，需要用已知物纯样校正监测后输出的信号，定性分析监测污染物时，需要用已知物或已知数据与相应色谱峰比对，或与质谱、光谱监测技术联用，以获得更为精准的结果。

苯胺类、多环芳烃类、氯苯类、硝基苯类、邻苯二甲酸酯类、苯酚类化合物合称为半挥发性有机物（SVOCs）。半挥发性有机物是饮用水源地常见监测项目，其理化性质差异较大，传统监测水环境中半挥发性有机物需要消耗大量试剂，工序复杂，耗时较长。近年来，固相萃取技术与气相色谱技术或气相色谱-质谱技术联用对水环境进行监测，可以同时监测水环境中多种半挥发性有机物，具有监测精度高、操作简便，溶剂使用少等优势。艾德平等利用气相色谱-质谱法和液液萃取技术进行富集、萃取，在选取50 mL二氯甲烷萃取剂、萃取10 min、浓缩温度达30℃优化条件时进行水样预处理，可同时快速测定饮用水中38种半挥发性有机物，除联苯胺回收率<70%以外，其余目标物回收率都>70%，最高达117%，监测灵敏度、准确度和选择性较高^[1]。吕天峰等利用固相微萃取-气相色谱-质谱法监测水体中的半挥发性有机污染物，选用85μm聚丙烯酸酯纤维微萃取涂层，萃取温度50℃、萃取时间30 min，用DB-5MS毛细管色谱柱分离，电子轰击离子源全扫描监测水环境半挥发性有机物模式，能够同时监测24种半挥发性有机污染物，回收率均超过了50%，最高达95.8%^[2]。

氮磷等营养元素超标也是导致水环境污染的重要因素。水环境中营养元素超标会加剧水体富营养化，消耗水环境中的氧气，导致水生生物缺氧死亡。因此，通过对水环境中营养元素的监测，及时掌握水环境中氮、磷等营养元素成分及含量，为决策者制定快速应对措施提供参考，有利于水环境的保护。传统的水环境营养元素监测不仅耗时耗力，还会消耗大量监测试剂，且通常只是监测分析某一单一营养元素，监测效果较差。郭莲秀等利用顶空-气相色谱法测定某污水处理厂城镇生活污水排放中的氨氮含量，选用Agilent7890型气相色谱仪和美国安捷伦公司的DB-5毛细管柱（30 m×0.28 mm×0.20μm），在加入500μL甲醛，平衡时间10 min，反应温度40℃条件下，二氧化碳的峰面积达到最高值，加标回收率98.7%～105.46%^[3]。顶空-气相色谱技术（HS-GC）监测水环境具有干扰小、监测效率高、覆盖面广的特点，且适用于基质复杂的氨氮批量快速监测分析。利用气相色谱技术监测水环境营养元素，主要涉及的关键技术方法有：（1）顶空气相色谱技术。监测水环境中的总氮含量，利用衍生化反应，将水环境中硝酸盐转化为衍生物，利用衍生物易挥发性特点监测分析；（2）火焰光度监测器技术。利用气相色谱技术监测水环境中总磷含量，其间选用甲苯萃取剂，利用磷元素可氧化燃烧性特点，通过火焰光度监测器技术分析监测水环境中磷含量；（3）电子捕获检测器技术。气相色谱技术、电子捕获检测器技术联合应用，可监测水环境中亚硝酸盐氮（回收率变化范围93.75%～103.25%之间）和硝酸盐氮含量（回收率变化范围96%～104%之间）^[4]。

工业生产排放的废水中含有重金属离子，经食物链在人体内富集很难代谢和降解，危害人们身体健康。因此，水环境中的重金属离子也是监测的主要项目。传统的原子吸收光谱法监测水环境中的重金属元素，无法同时进行多元素分析监测，且监测精度低。与传统的原子吸收光谱法监测水环境中的重金属离子不同，气相色谱技术监测速度快、灵敏度高，广泛应用于工业废水等水环境监测。宋萍利用固相微萃取-气相色谱联用法监测水环境中的重金属离子，在温度控制中采用电压及PID控制器控制温度，经试验对比分析，气相色谱联用法误差率更低、效果更好^[5]。计著东等人利用Agilent7890A气相色谱仪，配μ-E C D电子捕获检测器，毛细管柱（30 m×320μm×0.25μm），在100℃柱温实现甲基汞、乙基汞的完全分离，加标回收率在88%～101%，利用毛细管柱气相色谱法监测市政污水中的烷基汞效果显著^[6]。

除了可对半挥发性有机物、金属离子、营养元素等水环境中污染物进行有效监测外，气相色谱技术还在石油类、酚类、苯胺、氰化物等其他传统污染物监测方面取得良好效果。张欢燕等利用快速气相色谱法，通过建立吹扫捕集、液液萃取、超声溶剂萃取分离富集等技术，在气相色谱-火焰离子化检测器分析测定水环境中的总石油烃，监测方法的精密度、准确度良好^[7]。

水环境污染治理离不开监测工作的技术支持，随着生态环保理念的增强以及生态环境监测技术的发展，气相色谱技术在水环境中的应用更为广泛。未来，气相色谱技术将与微萃取技术、衍生化技术以及质谱技术等联合应用，且应用更为紧密，能够进一步发挥复合工艺技术的联合效应，提升监测技术的精准度。此外，对色谱柱等支持气相色谱监测技术的相关设备研究越来越重要，可为色谱技术应用提供重要物质保障。计算机信息技术、GPS等信息化、自动化技术的发展，也将推动气相色谱技术朝着模块化、芯片化、智能化、小型化的方向发展，在应急水环境监测中的作用发挥更加明显，为水环境监测提供更为可靠的技术保障。

总之，水是人类赖以生存的重要源泉，也是生命之源。蓝天、碧水、净土是生态环境保护的重要内容。在生态环境保护中，加强水环境监测，为水环境保护提供第一手数据资料，以为水环境污染防治提供指导，使水环境污染治理更具针对性、可操作性。水环境监测需要应用各种先进技术、方法，在具体实践中要不断加强对相关技术的完善和改良，发挥技术在水环境监测中的重要价值和优势，更好地为水环境监测提供优质、高效服务。