微生物降解體系中反4甲基環己烷酸的氣相色譜質譜法測定

摘要：建立了微生物降解體系中反4甲基環己烷酸（4MCCA）的氣相色譜質譜測定方法。分別采用孔徑為0.45和0.22 μm 濾膜對微生物降解體系中的4MCCA樣品進行減壓過濾，去除菌體；用0.1 mol/L H2SO4調節濾液至pH 2～3；二氯甲烷萃取定容。利用氣相色譜質譜的選擇離子模式檢測，外標法定量。本方法的線性范圍為0.10～100 mg/L，相關系數為0.9994，檢出限和定量限分別為0.10 ng和0.34 ng，日內和日間精密度分別為2.7%～6.6%和1.5%～11.3%。采用本方法測定了150 mg/L 4MCCA在微生物降解體系中的降解情況，24， 48和96 h時4MCCA的降解率分別為24.7%， 51.8%和55.0%。

關鍵詞：環烷酸；反4甲基環己烷酸；氣相色譜質譜；微生物降解

1引言

油砂處理廢水（OSPW）是伴隨油砂開發而產生的一種新環境問題。環烷酸是OSPW中毒性最強的成分之一，對多種生物具有毒性作用[1～3]。美國國家環保局 （EPA） 已將環烷酸列為《超基金法案》的危險廢物名錄。環烷酸組成復雜，不同來源OSPW中環烷酸種類有近千種之多。目前，環烷酸組分的分離、定性和定量分析是尚未解決的技術難題[4]。因此，研究者在探索環烷酸微生物降解動力學和降解機理過程中常采用實驗室合成或商品化的單一組分環烷酸作為替代物[5]。反4甲基環己甲酸（4MCCA）是分子量適中的較理想的模式化合物，具有反式構型， 易被生物降解，已被應用于微生物降解研究[6，7]。

環烷酸的定量分析方法主要有紅外光譜法、高效液相色譜、氣相色譜法和氣相色譜質譜法[8～11]。這些方法的分析對象是水溶液中的環烷酸，針對微生物降解體系中環烷酸分析方法的報道還很少。Headley等采用測定總有機碳的方法間接表征微生物體系中4MCCA含量的變化[6]。Paslawski等建立了氣相色譜/氫火焰檢測器（GC/FID）測定4MCCA的分析方法[12] 。該方法主要優點是樣品前處理簡單，不用有機物萃取，將微生物體系中含4MCCA的樣品直接進樣分析。但是，微生物體系中含有多種支持細菌生長的無機鹽，直接進樣時會造成無機鹽在柱子、進樣口和襯墊處的積累、堵塞和污染，致使儀器維護頻繁。另外，該方法檢出限高，不利于低濃度樣品的測定。環烷酸微生物降解研究尚處于起步階段[4]。有關微生物降解體系中環烷酸測定方法學的建立是環烷酸微生物降解研究領域中亟待解決的問題。

本研究建立了微生物降解體系中4MCCA的氣相色譜質譜測定方法。采用濾膜減壓過濾法有效地分離和去除樣品中的微生物，獲得目標組分， 4MCCA回收率大于90%。本方法適用于微生物體系中低濃度4MCCA的測定，為環烷酸微生物降解動力學研究提供了方法學參考。

2實驗部分

2.1儀器、試劑與材料

Agilent Technologies 7890A5975C氣相色譜質譜聯用儀（美國安捷倫公司）；XS205電子天平（瑞士梅特勒托利多公司）；PB10pH計（德國Sartorius公司）；KQ3200E超聲波清洗器（昆山市超聲儀器公司）；循環水式多用真空泵SHB111A（上海豫康科教儀器設備有限公司）；YXQLS15 SII立式壓力蒸汽滅菌器（上海博迅實業有限公司醫療設備廠）；ZHWY103B恒溫培養振蕩器（上海智城分析儀器制造有限公司）。4MCCA（純度98%，SigmaAldrich公司），二氯甲烷（色譜純，JK公司），其它試劑購自北京化學試劑公司。實驗中所使用的降解菌為本實驗室分離保存的一種桿狀細菌。