頂空固相微萃取氣相色譜質譜測定水中異味化合物

摘　要　采用頂空固相微萃取2氣相色譜/質譜聯用測定了水中常見的3種異味化合物,即22甲基異茨醇、土腥素和β-檸檬醛。研究并討論了纖維頭的類型、鹽的種類和濃度、溫度、萃取時間、攪拌和解吸時間等因素對異味化合物萃取量的影響。結果表明:在水樣中加入30% (W /V )的NaCl溶液,采用65μm PDMS/DVB纖維頭,在攪拌的條件下,于60℃頂空萃取40 min為異味化合物固相微萃取的最佳條件。在優化的條件下,使異味化合物吸附于纖維涂層后, 將其在250℃高溫下解吸,再用GC2MS分析。土腥素、β2檸檬醛、22甲基異茨醇的檢出限依次為1. 0、1. 3和1. 7 ng/L;其相對標準偏差分別為4. 9%、8. 4%和6. 2%。3種異味化合物在5～1000 ng/L的范圍內線性關系良好,相關系數均大于0. 997。因此,用該方法分析水中痕量( ng/L級)的異味化合物,結果滿意。

    在富營養化水體中,一些藻、菌微生物群落過剩生長,它們能不斷分泌和產生出各種具有異味的次生代謝產物,其中以具有土霉味的22甲基異茨醇(2-Methylisoborneol, 22M IB) 、土腥素(Geosmin)和具有草木腥味的β-檸檬醛(β-Cyclocitral)最為常見[ 1 ] ,其結構見圖1。10 ng/L異味化合物就可能使水質與水產品產生刺鼻難聞的異味(Off2flavor) ,導致飲用水水質下降,致使水處理耗費大幅增加,漁業經濟直接遭受損失以及大大減少人類消遣和旅游地區的美學價值等[ 2 ] 。隨著我國湖泊富營養化過程的加劇,水及水產品異味問題也日益嚴重,因此,建立水中痕量異味化合物的靈敏可靠的分析方法對于我國開展水體異味研究和解決水體異味問題具有十分重要的意義。
    目前,國內外對水體異味的檢測方法可分為兩類,即嗅覺鑒定法和儀器分析法。我國國標中對水樣的臭和味的檢驗只采用嗅覺法,該法存在難以準確劃分異味的類型并無法測定低于嗅覺閾值的異味化合物的缺點; 儀器分析法則是先采用不同的前處理方法,如蒸汽蒸餾萃取法( SED ) 、液-液萃取法(LLD) 、吹掃捕集法( PT) [ 3 ] 、閉環捕集法(CLSA) [ 4 ] 、開環捕集法(OLSA) [ 5 ]及固相微萃取法( SPME) [ 6 ]提取異味化合物后,再用氣相色譜法分析。但上述方法各有缺點,如:樣品需要量大,耗費有機溶劑,操作復雜,靈敏度低,難以測定痕量( ng/L級)的異味化合物。本研究應用頂空固相微萃取法(HS-SPME)富集異味化合物,優化了纖維頭的類型、鹽的濃度、萃取的溫度和時間等條件,結合GC-MS對水中痕量的異味化合物進行了測定,獲得了滿意結果。并首次將該法應用于微囊藻的異味性次生代謝產物β-檸檬醛的定量分析,為研究藍藻水華導致的水體異味問題提供了有效的分析方法。