Dual-channel Time-series Optimization Control Sampling Strategy and Its Application in Online Gas Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Water Quality

QIU Wen-wei; SONG Xing-wei; WU Man-man; LI Kai-xuan; GAO Wei

doi:10.12452/j.fxcsxb.26050804

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Dual-channel Time-series Optimization Control Sampling Strategy and Its Application in Online Gas Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Water Quality

Instrument development and application | 更新时间：2026-10-14

- Dual-channel Time-series Optimization Control Sampling Strategy and Its Application in Online Gas Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Water Quality
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 45, Issue 10, Pages: 2234-2243(2026)
- 作者机构：
  
  1.暨南大学环境与气候学院，质谱仪器与大气环境研究所，广东省大气污染在线源解析系统工程技术研究中心，广东广州 510632
  2.江苏省环境监测中心，江苏南京 210036
  3.广州禾信仪器股份有限公司，广东广州 510530
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.26050804
  CLC： O657.7;X132
- Received：08 May 2026，
  
  Revised：2026-06-25，
  
  Accepted：25 June 2026，
  
  Online First：13 August 2026，
  
  Published：15 October 2026
- 稿件说明：
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丘文威,宋兴伟,吴曼曼,李凯旋,高伟.双通道时序优化控制采样策略及其在水质在线GC-MS分析中的应用[J].分析测试学报,2026,45(10):2234-2243.

QIU Wen-wei,SONG Xing-wei,WU Man-man,LI Kai-xuan,GAO Wei.Dual-channel Time-series Optimization Control Sampling Strategy and Its Application in Online Gas Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Water Quality[J].Journal of Instrumental Analysis,2026,45(10):2234-2243.
丘文威,宋兴伟,吴曼曼,李凯旋,高伟.双通道时序优化控制采样策略及其在水质在线GC-MS分析中的应用[J].分析测试学报,2026,45(10):2234-2243. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.26050804.

QIU Wen-wei,SONG Xing-wei,WU Man-man,LI Kai-xuan,GAO Wei.Dual-channel Time-series Optimization Control Sampling Strategy and Its Application in Online Gas Chromatography-Mass Spectrometry Analysis of Water Quality[J].Journal of Instrumental Analysis,2026,45(10):2234-2243. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.26050804.

摘要

针对水中挥发性有机物（VOCs）与半挥发性有机物（SVOCs）难以高效并行分析的难题，该研究提出了一种用于水质在线气相色谱-质谱（GC-MS）分析系统的双通道时序优化控制策略，基于该策略搭建了双通道在线采样装置并考察其实际应用效果。结果表明，在该策略的控制下，在线分析系统的分析间隙闲置时间由44.0 min压缩至1.3 min，单次监测周期缩短28%，同时避免了待测组分因长时间滞留导致的挥发损失。将在线采样装置与在线分析系统联用进行方法学验证，对60种VOCs和SVOCs进行分析，两类物质分别在0.1~20 μg/L和5~100 ng/L范围内均呈良好线性（

²≥0.995 9）；56种VOCs的方法检出限为0.04~0.26 μg/L，4种SVOCs的方法检出限为0.12~0.25 ng/L，两类物质的加标回收率为88.8%~114%。在为期8 d的河网连续监测应用中，成功

捕获到峰值达130 ng/L的污染物的瞬时浓度波动。该策略解决了传统串行模式下前处理组合分析耗时过长的问题，提升了在线GC-MS分析通量，为复杂水体中突发性复合污染的高频追踪与连续早期预警提供了技术支撑。

Abstract

To address the challenge of inefficient parallel analysis of volatile organic compounds（VOCs） and semi-volatile organic compounds（SVOCs） in water，this study proposes a dual-channel time-series optimization control strategy for an online water quality gas chromatography-mass spectrometry（GC-MS） analysis system. Based on this strategy，a dual-channel online sampling device was constructed and its application evaluated. Under the control of this strategy，the idle time between analyses in the online system was reduced from 44.0 min to 1.3 min，which shortened the single monitoring cycle by 28% and simultaneously prevented volatilization losses of target analytes caused by prolonged retention times. Methodological validation was performed by coupling the online sampling device with the online analysis system to analyze 60 VOCs and SVOCs. Both compound classes exhibited excellent linearity with

²≥0.995 9 within the ranges of 0.1-20 μg/L and 5-100 ng/L，respectively. The limits of detection for 56 VOCs ranged 0.04-0.26 μg/L，while those for four SVOCs reached 0.12-0.25 ng/L. Spiked recoveries for both compound classes ranged in 88.8%-114%. The improved operational efficiency resulting from time-series optimization also enabled more frequent monitoring by the system. During an 8-day continuous monitoring campaign in a river network，the monitoring system，using the proposed strategy，successfully captured transient concentration fluctuations of a pollutant with a peak value of 130 ng/L. The dual-channel time-series optimization control strategy proposed in this work resolves the issue of excessive processing time associated with traditional serial pretreatment and combined analysis modes，increases the throughput of online GC-MS analysis，and provides valuable technical support for high-frequency tracking and continuous early warning of s

udden composite pollution in complex water bodies.

关键词

Keywords

references

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