GCMS双柱系统测定生活饮用水中4种异味物质和SVOCs含量

本文采用岛津AOC-6000+GCMS-QP2020 NX双柱系统分析生活饮用水中4种异味物质和SVOCs组分，并且对比双柱系统和单柱系统分析异味物质和SVOCs的差异，考察双柱系统的灵敏度和适用性。结果表明，安装双柱系统的GCMS-QP2020 NX具有良好的线性和重复性，异味物质和SVOCs各组分线性相关系数分别能达到0.995和0.999以上，取校准曲线低点连续六次进样，异味物质各组分与内标的峰面积比值RSD均小于10%；SVOCs峰面积RSD均小于5%。在分析低浓度样品时，双柱系统灵敏度与单柱系统并无明显差异。因此，双柱系统完全可以满足分析异味物质和SVOCs的要求，采用双柱系统，无需更换色谱柱，即可在分析异味物质和SVOCs之间切换，实现在一台仪器上分析两个项目的要求，大大提升了检测效率。SSL-CA22-436Excellence in Science Excellence in ScienceGCMS-484 GCMS 双柱系统测定生活饮用水中4种 异味物质和 SVOCs 含量 GCMS-484 摘要：本文考 察 岛津 AOC-6000+GCMS-QP2020 NX双柱系统分析生活饮用水中4种异味物质和半挥发性有 机物 (SVOCs) 的含 量 。结果表明，使用双柱系统分析，异味物质和 SVOCs 在仪器表现上 与 单柱系统并无明显 差异，而采用双柱系统，无需更换色谱柱，即可在分析异味物质和 SVOCs 不同 检 项之 间 切换，使仪器的使用 更加简便和高效。 我国新版 GB 5749-2022《生活饮用水卫生标准》已于2022年3月15日正式发布，其中明确规定了异 味物质和半挥发性有机物的检测项目和限值要求。这 两类化合物由于其化学性质、限量要求不同 ，在实际 分析时，采用的前处理方式和仪器条件(色谱柱 、进 样方式等)都不一样，因此，常规对这两类化合物进 行分析时，需要两台安装不 同 色谱柱的 GCMS， 或者 在一台 GCMS 上更换不同色谱柱来实现。但是，在样 品量不饱和的状态下，购买两台仪器无疑增大了实验 室的仪器采购及维护成本，而如果在一台 GCMS上频 繁更换色谱柱，检测效率也会受到很大影响。 岛津气质联用仪 GCMS-QP2020 NX搭载全新“大 容量超高效真空系统”-离子源和四极杆质量分析器 实验部分 差动排气的涡轮分子泵，可支持双柱系统，即在仪器 上由两个进样 口 同 时 安装两根不同色谱柱并一同接入 质谱检测器，从而实现在 一 台仪器上对异味组分和 SVOCs 两类物质进行检测。超强高效真空系统在使用 双柱系统情况下，也不会影响离子源真 空 度，从而能 保证检测的灵敏度。 本文考察了安装双柱系统的岛津气质联用仪 GCMS-QP2020 NX 在分析 生 活饮用水中的4种异味物 质和 SVOCs 的表现 。结果表明，使用双柱系统分析异 味物质和 SVOCs 在仪器表现 上与 单柱系统并无明显差 异，而采用双柱系统，无 需 更换色谱柱 ，即 可 在分析 异味物质和 SVOC之间切换，使仪器的使用更加简便 和高效。 1.1仪器 气质联用仪： GCMS-QP2020 NX 多功能自动进样器AOC-6000 1.2分析条件 4种异味物质和 SVOCs 测定条件如下表所示。 表1 异味物质和 SVOCs 分析条件 异味分析 异味物质分析 GCMS 参数 SVOCs 分析 GCMS参数 SPME Arrow 参数 萃取头： DVB/CAR on PDMS 色谱柱 1： InertCap Pure-Wax (30 色谱柱 2： SH-Rxi-5Sil MS (30 m×0.25 m×0.25 mm×0.25um) mm×0.25um) 平衡温度：60℃ 柱温程序：50℃(2 min)_10℃ /min 柱温程序：50℃(1 min)_30℃ /min _130℃_10℃ /min _220℃ (1 min)_20℃/ min_250℃ (22.75 min)min _230℃ (2 min) 平衡时间：5min 进样口温度：220℃ 进样口温度：250℃ GCMS-484 样品萃取时间：20 min 载气柱流量：1mL/min 载气柱流量：1mL/min 样品解吸时间：2 min 进样方式：分流进样，分流比 8：1 进样方式：不分流进样，进样量：1uL 循环时间：30 min 离子源温度：230℃；接口温度：250℃离子源温度：230℃；接口温度：250℃ 采集方式：SIM，离子信息见表2 采集方式 ：SIM， 离子信息见表3 检测器电压：调谐电压+0.3kV 检测器电压：调谐电压 1.3样品前处理 1.3.1异味样品前处理 取10mL 水样至顶空瓶中，加入内标溶液，压盖后上机分析。 1.3.2 SVOCs 样品前处理 取1L水样，用固相萃取柱(填料为聚甲基丙烯酸酯-苯乙烯)吸附萃取，待测物经洗脱后浓缩定容，待 GCMS 上机分析。 ■■结结果与讨论 2.1标准色谱图 异味物质和 SVOCs 标准品色谱图如图1和图2所示，化合物相关信息见表1、表2，部分化合物质量色谱 图见图3、图4。 图1 异 味物质标准品色谱 图 (浓度为300 ng/L，以土 臭素 计 ) (x1，000，000) 图2SVOCs 标准品色谱 图 (浓度为5.0 mg/L) 表2 4种异味物质和内标的保留时间及相关信 息 保留时间 定量离子 定性离子 NO. 化合物名称 英文名称 CAS号 (min) (m/z) (m/z) 1 二甲基二硫醚 Dimethyl disulfide 624-92-0 4.17 94 79，45 2 二甲基三硫醚 Dimethyl trisulfide 3658-80-8 8.52 126 79，45 3 2-甲基异玻醇 2-methylisoborneo 2371-42-8 11.36 95 107，108 4 土臭素 Geosmin 19700-21-1 14.07 112 97，111 5 2-异丁基-3-甲基吡嗪(IS) 2-Isobuty-3-Methylpyrazine 13925-06-5 10.48 124 94，151 表3 16种 SVOCs 的保留时间及相关信息 No. 化合物名称 英文名称 CAS 号 保留时间 定量离子 定性离子 (min) (m/z) (m/z) 敌敌畏 Dichlorvos 62-73-7 5.960 109 79，185 2 2，4，6-三氯酚 Phenol，2，4，6-trichloro- 933-75-5 7.071 196 132，198 六氯苯 Benzene， hexachloro- 118-74-1 10.782 284 282，286 4 乐果 Dimethoate 60-51-5 10.895 87 93，125 5 五氯酚 Phenol， pentachloro- 87-86-5 11.307 266 264，268 6 林丹 (y-六六六) Lindane 58-89-9 11.354 181 183，219 百菌清 Tetrachloroisophthalonitrile 1897-45-6 11.664 266 264，268 甲基对硫磷 Methyl parathion 298-00-0 12.600 109 125，263 七氯 Heptachlor 76-44-8 12.831 272 100，274 10 马拉硫磷 Malathion 121-75-5 13.286 173 125，127 11 毒死蜱 Chlorpyrifos 2921-88-2 13.473 197 97，199 12 对硫磷 Parathion 56-38-2 13.645 109 97，291 13 o， p'-滴滴涕 o，p'-DDT 789-02-6 16.373 235 165，237 14 p，p'-滴滴涕 p，p'-DDT 50-29-3 17.164 235 165，237 15 邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯 E Bis(2-ethylhexyl) phthalate 117-81-7 19.337 149 150，167 16 溴氰菊酯 Deltamethrin 52918-63-5 34.876 181 251，253 二 甲基 二 硫醚 二 甲基 三硫 醚 2-甲基 异 玻醇 土臭素 2-异丁基 -3-甲基吡嗪 (IS) 图3 异味组分质量色谱 图 (浓度为10n g/L，以 土 臭 素计 ) 图4 部分 SVOC 组 分 质量色谱图(浓度为 200 ug/L) 2.2标准曲线和重复性 异味物质配置七个浓度校准曲线，其中土臭素和2-甲基异玻醇浓度为5、10、20、40、100、300和500 ng/L；硫醚浓度为25、50、100、200、500、1500和2500 ng/L；内标浓度为 400 ng/L。以浓度比为横坐标，定量 离 子 峰面 积 为纵坐标进行线性拟合，制作标准曲线。 SVOCs 目标物浓度为0.2、0.4、1.0、2.0、5.0和10 mg/L 标准系列，以浓度为横坐标，定量离子峰面积为纵坐标进行线性拟合，制 作 标准曲线。分别取低点标样连续进 样6次考察仪器重复性。各物质标准曲线相关系数及重复性如下表4、表5所示，部分物质校准曲线见图5、图6。 Area Ratio Area Katio Conc.Ratio () Conc.Ratio 0 图 5 异 味物质校准曲线 图6 部 分 SVOCs 组分校准曲线 表4 异味物质各组分相关系数、重复性数据(浓度40 ng/L，以土臭素计) No. 化合物名称 峰面积 RSD(%) 相关系数 (R) 1 2 3 4 5 6 1 二甲基二硫醚 0.047 0.046 0.043 0.044 0.047 0.043 4.7 0.9986 2 二甲基三硫醚 0.373 0.357 0.310 0.326 0.352 0.310 7.8 0.9988 3 2-甲基异茨醇 0.071 0.066 0.063 0.062 0.059 0.063 6.7 0.9994 4 土臭素 0.109 0.095 0.096 0.099 0.084 0.096 8.2 0.9989 表5 SVOCs 各组分相关系数、重复性数据(浓度0.2 m g/L) NO. 化合物名称 峰面积 RSD(%) 相关系数 (R) 1 2 3 4 5 6 敌敌畏 764553 748934 790564 750102 754736 769324 2.1 0.9999 2 2，4，6-三氯酚 425800 424512 441900 424840 423516 428292 1.6 0.9999 3 六氯苯 589692 577966 612313 582939 580647 593924 2.1 0.9999 4 乐果 522058 501657 528300 510108 503763 528476 2.3 0.9998 5 五氯酚 148691 156196 148443 148669 141609 140937 3.8 0.9997 6 林丹 237528 235215 244515 231993 234575 237590 1.8 0.9999 7 百菌清 506725 482762 511480 485302 483316 503965 2.7 0.9998 GCMS-484 8 甲基对硫磷 428938 412968 437126 411609 410241 429372 2.7 0.9999 9 七氯 217102 210958 223896 210922 212040 218526 2.4 0.9999 10 马拉硫磷 453096 438182 461984 437829 438935 453929 2.3 0.9999 11 毒死蜱 229713 224396 235028 224245 224116 230119 2.0 0.9999 12 对硫磷 286649 277009 294234 275888 276657 288193 2.7 0.9999 13 o，p'-DDT 702858 679755 715386 685197 687029 709037 2.1 0.9999 14 P，p'-DDT 668521 645930 664632 649643 646975 666599 1.6 0.9998 邻苯二甲酸二 15 (2-乙基己基) 1511509 1475754 4 1528503 1479370 1468941 1526979 1.8 0.9992 酯 16 溴氰菊酯 235769 239766 235658 238767 239559 240267 0.9 0.9995 2.3双柱系统灵敏 度 与 单柱系统对比 取200 ng/L (以土臭 素 计 )的异味物质标准溶液和 1.0 mg/L 的 SVOCs 标准溶液分别在双柱系统和单柱系 统上进行测试，各组分峰面积见下图7、图8所示，双柱系统灵敏度较单柱系统无明显差异。 图7 异 味物质各组分在双柱系统和单柱系统中峰面积比较 图8 SVOCs 各组 分 在双柱系统和单柱系统中峰面积比较 结论 本文采用岛津 AOC -6000+GCMS-QP2020 NX 双柱系统分析生活饮用水中4种异味物质和 SVOCs 组分，并 且对比双柱系统和单柱系统分析异味物质和 SVOCs 的差异，考察双柱系统的灵敏度和适用性。结果表明，安装 双柱系统的 GCMS-QP2020 NX具有良好的线性和重复性，异味物质和 SVOCs 各组分线性相关系数分别能达到 0.995 和 0.999 以上，取校准曲线低点连续六次进 样 ，异味物质各组分与内标的峰面积比值 RSD 均小于 10%；SVOCs 峰面积 RSD均小于5%。在分析低浓度样品 时 ，双柱系统灵敏度与单柱系统并无明显差异。因此，双柱 系统完全可以满足分析异味物质和 SVOCs 的要求，采用双柱系统，无需更换色谱柱，即可在分析异味物质和 SVOCs 之间切换，实现在一台仪器上分析两个项目的要求，大大提升 了 检测效率。 岛津应用云