生活飲用水中2-甲基異莰醇與土臭素的快速分析方法

彭睿　葛旭　張文藝

摘 要

在生活飲用水中易導(dǎo)致嗅和味的兩種常見物質(zhì)為2-甲基異莰醇（2-MIB）、土臭素（GSM）。本文將優(yōu)化固相微萃取條件、程序升溫條件，以達(dá)到快速分離并檢測(cè)2-甲基異莰醇與土臭素的目的。經(jīng)優(yōu)化后，可在30min內(nèi)完成一個(gè)水樣的檢測(cè)，在量程為5～150ng/L的標(biāo)準(zhǔn)曲線中，兩標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)均可達(dá)0.9950以上，2-甲基異莰醇、土臭素在此工作曲線中最低可檢測(cè)濃度分別為2.0ng/L、1.1ng/L。

關(guān)鍵詞

2-甲基異莰醇;土臭素;固相微萃取;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀

中圖分類號(hào)： O657.63;R123.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.04.11

在生活飲用水水源水中天然存在大量易致水體產(chǎn)生不悅氣味的微生物如藍(lán)藻等，此類微生物經(jīng)過較為復(fù)雜的新陳代謝后可產(chǎn)生諸如2-甲基異莰醇、土臭素等物質(zhì)，是目前導(dǎo)致生活飲用水中產(chǎn)生土霉味的主要原因之一。雖這兩種物質(zhì)在天然生活飲用水的水源水中含量極低，在高濃度時(shí)水體中此類物質(zhì)也僅為幾百ng/L，從致毒性出發(fā)來講此濃度可忽略不計(jì)，但該物質(zhì)在此濃度時(shí)卻可引發(fā)水體產(chǎn)生苦人參味、土臭味等。目前已有國外研究表明，人可明顯察覺水體中存在2-甲基異莰醇、土臭素最低濃度分別為10ng/L和30ng/L[1]。

在生活飲用水水源水發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā)等水質(zhì)事件時(shí)，2-甲基異莰醇、土臭素就應(yīng)引起足夠重視。當(dāng)此二物質(zhì)超標(biāo)時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的生活飲用水水質(zhì)事件，政府及自來水公司也將面臨大量市民的投訴。在水質(zhì)突變時(shí)，常會(huì)有大量的水源水、自來水生產(chǎn)線上的生產(chǎn)過程水、出廠水樣品送檢，據(jù)國家生活飲用水檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、深圳水司行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)中2-甲基異莰醇、土臭素的分析方法，水樣測(cè)試時(shí)間長達(dá)一小時(shí)，條件有限的實(shí)驗(yàn)室中難以完成大量的樣品檢測(cè)，故本文將優(yōu)化國標(biāo)中已有的方法，使檢測(cè)方法縮短至30min，以應(yīng)對(duì)水質(zhì)嗅和味突變事件。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑

1.2 實(shí)驗(yàn)部分

標(biāo)準(zhǔn)溶液預(yù)處理：將頂空瓶在105℃的烘箱中烘烤2小時(shí)后冷卻至室溫，并加入2.0g經(jīng)馬弗爐烘烤的優(yōu)級(jí)純氯化鈉試劑待用。將已購的標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成1000ng/L的儲(chǔ)備液后再按實(shí)際生產(chǎn)需求稀釋成所需量程的一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，本文將以5、10、20、100、150ng/L梯度的標(biāo)準(zhǔn)溶液為例。按梯度稀釋后將標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移20.0mL至上述待用頂空瓶中。

固相微萃取條件：將頂空瓶中水樣預(yù)熱至65℃;手動(dòng)固相微萃取工作臺(tái)控制溫度：65℃;待測(cè)樣品中磁力攪拌子轉(zhuǎn)速：150r/min;頂空瓶水樣預(yù)熱后萃取時(shí)間：17min。

色譜條件：色譜柱：30m×0.250mm×0.25μm，品質(zhì)為HP-5;采用不分流進(jìn)樣模式，不分流進(jìn)樣時(shí)間1min;載氣為高純He，氣壓設(shè)置為6Bar，采用柱流量為1.2mL/min的恒流進(jìn)樣模式;不分流進(jìn)樣結(jié)束后采用分流比為30：1;隔墊吹掃氣的氣流量設(shè)置為5.0mL/min;進(jìn)樣口溫度：250℃;程序升溫：將待機(jī)柱溫設(shè)置為60℃，開始檢測(cè)后先60℃以保持2.5min，然后將色譜柱柱溫以20℃/min的升溫速率升溫至250℃保持3min后結(jié)束樣品測(cè)量。

質(zhì)譜條件：電離方式：電子轟擊源（EI）;離子源溫度：280℃;電離能量：70eV;溶劑延遲：4min;采用分段SIM掃，溶劑延遲時(shí)間結(jié)束后4min-7.6min時(shí)選擇掃描主要離子95（m/z）、次要離子107（m/z），7.6min-15.0min時(shí)選擇掃描主要112（m/z）、次要125（m/z），每個(gè)離子碎片掃描時(shí)間為0.1s。

2 結(jié)果與討論

2.1 2-甲基異莰醇、土臭素的分離

土臭素和2-甲基異莰醇的色譜圖如圖1所示。其中2-甲基異莰醇的出峰時(shí)間為7.12min，土臭素出峰時(shí)間為8.82min，分離效果良好。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及檢出限

平行配置三組進(jìn)行曲線繪制，兩組分保留時(shí)間差在1.5min以上，可完全分離，且工作曲線線性相關(guān)系數(shù)2-甲基異莰醇為0.9953、土臭素為0.9999。后經(jīng)超純水多次稀釋標(biāo)準(zhǔn)樣品后測(cè)試，以質(zhì)譜圖中三倍信號(hào)比處的濃度為最低檢測(cè)限，得知土臭素檢出限分別為1.1ng/L，2-甲基異莰醇的檢出限為2.0ng/L。

3 總結(jié)

對(duì)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB 5749-2006中檢測(cè)土臭素、2-甲基異莰醇的方法進(jìn)行了優(yōu)化，在不影響兩物質(zhì)分離效果及檢測(cè)準(zhǔn)確性的前提下，縮短了萃取時(shí)間及加快了程序升溫，使測(cè)量樣品速率由一小時(shí)縮短至半小時(shí)左右。該方法在量程為5～150ng/L時(shí)，工作曲線線性良好。經(jīng)實(shí)驗(yàn)所得土臭素檢出限分別為1.1ng/L，2-甲基異莰醇的檢出限為2.0ng/L。

參考文獻(xiàn)

[1]Korth W ， Ellis J ， Bowmer K. The stability of geosmin and MIB and their deuterated analogues in surface waters and organic solvents[J]. Water Sci & Technol，1992，25（2）：115-122.