顶空固相微萃取气相色谱质谱测定水中异味化合物

摘　要　采用顶空固相微萃取2气相色谱/质谱联用测定了水中常见的3种异味化合物,即22甲基异茨醇、土腥素和β-柠檬醛。研究并讨论了纤维头的类型、盐的种类和浓度、温度、萃取时间、搅拌和解吸时间等因素对异味化合物萃取量的影响。结果表明:在水样中加入30% (W /V )的NaCl溶液,采用65μm PDMS/DVB纤维头,在搅拌的条件下,于60℃顶空萃取40 min为异味化合物固相微萃取的最佳条件。在优化的条件下,使异味化合物吸附于纤维涂层后, 将其在250℃高温下解吸,再用GC2MS分析。土腥素、β2柠檬醛、22甲基异茨醇的检出限依次为1. 0、1. 3和1. 7 ng/L;其相对标准偏差分别为4. 9%、8. 4%和6. 2%。3种异味化合物在5～1000 ng/L的范围内线性关系良好,相关系数均大于0. 997。因此,用该方法分析水中痕量( ng/L级)的异味化合物,结果满意。

    在富营养化水体中,一些藻、菌微生物群落过剩生长,它们能不断分泌和产生出各种具有异味的次生代谢产物,其中以具有土霉味的22甲基异茨醇(2-Methylisoborneol, 22M IB) 、土腥素(Geosmin)和具有草木腥味的β-柠檬醛(β-Cyclocitral)最为常见[ 1 ] ,其结构见图1。10 ng/L异味化合物就可能使水质与水产品产生刺鼻难闻的异味(Off2flavor) ,导致饮用水水质下降,致使水处理耗费大幅增加,渔业经济直接遭受损失以及大大减少人类消遣和旅游地区的美学价值等[ 2 ] 。随着我国湖泊富营养化过程的加剧,水及水产品异味问题也日益严重,因此,建立水中痕量异味化合物的灵敏可靠的分析方法对于我国开展水体异味研究和解决水体异味问题具有十分重要的意义。
    目前,国内外对水体异味的检测方法可分为两类,即嗅觉鉴定法和仪器分析法。我国国标中对水样的臭和味的检验只采用嗅觉法,该法存在难以准确划分异味的类型并无法测定低于嗅觉阈值的异味化合物的缺点; 仪器分析法则是先采用不同的前处理方法,如蒸汽蒸馏萃取法( SED ) 、液-液萃取法(LLD) 、吹扫捕集法( PT) [ 3 ] 、闭环捕集法(CLSA) [ 4 ] 、开环捕集法(OLSA) [ 5 ]及固相微萃取法( SPME) [ 6 ]提取异味化合物后,再用气相色谱法分析。但上述方法各有缺点,如:样品需要量大,耗费有机溶剂,操作复杂,灵敏度低,难以测定痕量( ng/L级)的异味化合物。本研究应用顶空固相微萃取法(HS-SPME)富集异味化合物,优化了纤维头的类型、盐的浓度、萃取的温度和时间等条件,结合GC-MS对水中痕量的异味化合物进行了测定,获得了满意结果。并首次将该法应用于微囊藻的异味性次生代谢产物β-柠檬醛的定量分析,为研究蓝藻水华导致的水体异味问题提供了有效的分析方法。