고급형 GC-QMS로 음용수 분석 효율성 향상 ~ 이중 컬럼 연결을 통한 VOCs, 2-MIB&Geosmin, 할로아세트산, 포름알데히드, 페놀의 정량 스캔 ~
엠에스팁 No.346
1.Introduction
일본의 음용수 수질기준 중 19개 항목에 대한 검사방법은 GC-MS법을 채택하고 있다. GC-MS법에서 다루는 19개의 시험항목은 휘발성유기화합물(VOCs), 퀴퀴한 냄새를 유발하는 물질(5-methylisoborneol, geosmin), 할로아세트산, 포름알데히드, 페놀의 2개 군으로 분류된다. 각 그룹에 대해 하나 이상의 공식 방법이 설정되었습니다. 우리는 이미 이러한 수질 분석에서 운영 효율성을 향상시키기 위해 동일한 컬럼을 사용하는 분석 애플리케이션을 보고했습니다. VOCs, 2-MIB, 지오스민 중극성 컬럼을 이용한 동일한 컬럼 분석이 MSTips No.334에 보고되었습니다. 비극성 컬럼을 사용한 할로아세트산, 포름알데히드 및 페놀의 동일한 컬럼 분석이 MSTips No.325에 보고되었습니다.
(주)제올은 6년 1600세대 하이엔드 GC-QMS "JMS-Q2021GC UltraQuad™ SQ-Zeta"를 출시했습니다. 단일 시스템으로 수질기준의 모든 GC-MS 항목을 측정할 수 있는 시스템 구축을 보고합니다. JMS-Q1600GC를 사용하는 기기. 이중 컬럼 구성의 JMS-Q1600GC XNUMX대에 Mid-polar 컬럼과 비극성 컬럼을 연결하여 컬럼 교체 없이 모든 테스트 항목을 측정할 수 있는 시스템입니다. 또한 새로운 어태치먼트 "고성능 이온 소스(EPIS)"를 사용하여 복잡한 조건 설정이 필요한 "SIM 정량화" 대신 보다 쉬운 "스캔 정량화"가 가능합니다. 이 MSTips는 각 항목에 대한 검량선의 선형성과 하한 농도 한계에서의 반복성을 평가한 결과를 보고합니다.
그림 1. 일본 음용수 규정에서 GC-MS법에 의한 측정항목
2. 측정
2.1. 샘플 준비
VOCs： NaCl 3g과 정제수 10mL가 들어있는 헤드스페이스 바이알에 1,4-디옥산을 제외한 VOCs를 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10㎍/L로 첨가하고 1,4-디옥산을 조정을 위해 각각 1, 2, 5, 10, 20, 50 및 100 μg/L. 내부 표준물질로는 플루오로벤젠과 p-브로모플루오로벤젠을 각 측정 시료에 2.5ppb로, 1,4-디옥산-d8을 200㎍/L의 농도로 첨가했다. 2-메틸이소보르네올 & 지오스민： NaCl 4.5g과 정제수 10mL가 담긴 헤드스페이스 바이알에 2-메틸이소보르네올(2-MIB)과 지오스민을 각각 1, 2, 5, 10ng/L로 첨가하여 조정하였다. 내부 표준은 2,4,6 ng/L의 농도로 첨가된 3-trichloroanisole-d20이었다. 할로아세트산: 메틸클로로아세테이트, 메틸디클로로아세테이트, 메틸트리클로로아세테이트의 경우 MTBE로 단계적으로 희석하여 농도를 시험수 중의 할로아세트산 농도로 환산하여 0.002, 0.004, 0.008, 0.02, 0.04 mg/L로 조정하였다. 내부 표준은 1,2,3-트리클로로프로판을 각 측정 시료에 0.1 mg/L의 농도가 되도록 첨가하였다. 포름 알데히드： PFBOA-포름알데히드를 n-헥산으로 단계적으로 희석하여 시험수의 포름알데히드 농도로 환산하여 0.002, 0.001, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1 mg/L로 조정하였다. 내부 표준물질은 각 측정 시료에 1-클로로데칸을 0.1 mg/L 농도로 첨가하였다. 페놀: 페놀, 2-클로로페놀, 4-클로로페놀, 2,4-디클로로페놀, 2,6-디클로로페놀, 2,4,6-트리클로로페놀을 에틸 아세테이트와 함께 단계적으로 첨가하여 0.0005, 0.001, 0.005, 0.01 mg/L에 도달하도록 하였다. 시험수의 농도. 희석 후, 50 μL의 N,O-비스(트리메틸실릴)트리플루오로아세트아미드를 분취된 용액 1 mL에 첨가하고 1시간 동안 방치하였다. 내부 표준물질로 아세나프텐-d10을 0.2 mg/L 농도로 첨가하였다.
2.2. 측정 조건
샘플의 측정 조건은 표 1에 나와 있습니다. MS 데이터 수집에는 스캔 모드가 사용되었습니다. Scan 모드는 SIM 모드보다 민감도가 낮지만 SIM에 필요한 측정 조건을 생성할 필요가 없기 때문에 분석 작업의 작업 흐름을 단순화합니다. 이 MSTips에서 EPIS를 사용하면 고감도 측정과 운영 비용 절감이 모두 가능합니다.
표 1. 측정 조건
| VOCs | 지오스민, 2-MIB | 할로아세트산 | 포름 알데히드 | 페놀 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| HS | 샘플 온도 | 70 ° C | 80 ° C | |||
| 가열 시간 | 30 분 | |||||
| 샘플링 모드 | 함정(3회) | |||||
| GC | 단 | DB-1301(Agilent Technologies, Inc.), 60m × 0.32mm id, 1μm 필름 두께 |
InertCap 1MS(지엘 사이언스 인코포레이티드), 30m × 0.25mm id, 1μm 필름 두께 |
|||
| 오븐 | 40°C에서 3분, 100°C/min에서 5°C까지, 250°C/min에서 10°C까지, 5분간 유지 |
40°C에서 8분, 250°C/min에서 15°C까지, 3분간 유지 |
50°C에서 1분, 250°C/min에서 15°C까지, 5분간 유지 |
70°C에서 1분, 250°C/min에서 15°C까지, 5분간 유지 |
||
| 캐리어 가스 | 83.44kPa(정압) | 1mL/분(일정한 흐름) | ||||
| 입구 온도 | 250 ° C | |||||
| 사출 모드 | 쪼개지지 않는 | |||||
| 주입량 | 2 μL | |||||
| MS | 인터페이스 온도 | 250 ° C | ||||
| 이온 소스 온도 | 250 ° C | |||||
| 이온화 전류 | 50μA | 100μA | 100μA | 50μA | 100μA | |
| 이온화 에너지 | 70eV | |||||
| 획득 모드 | 주사 | |||||
| 스캔 범위 | m / z 45 ~ 200 | m / z 80 ~ 230 | m / z 40 ~ 160 | m / z 33 ~ 230 | m / z 33 ~ 300 | |
3. 결과
표 2는 측정된 성분에 대하여 검량선의 하한농도한계를 n=5에서 연속적으로 측정하였을 때 검량선의 상관계수와 정량값의 변동계수(=CV)를 나타낸 것이다. 그림 2는 1,4-디옥산(VOCs), 2-메틸이소보르네올, 클로로아세트산(할로아세트산) 및 2,4,6-트리클로로페놀(페놀)에 대한 검량선을 보여주고 그림 3은 하한 농도 한계의 크로마토그램을 보여줍니다. 교정 곡선의. 표 2에 나타난 상관 계수는 모든 구성 요소에 대해 0.999보다 크고 이 MSTips에서 조정된 농도 범위에서 좋은 선형성을 얻습니다. 하한농도의 변동계수 역시 모든 성분에서 5% 미만으로 수질검사에서 요구되는 민감도인 기준치의 1/10 농도까지 충분히 측정이 가능함을 알 수 있다.
표 2. 각 화합물의 상관 계수 및 변동 계수(CV).
| 화합물 이름 | 상관관계 계수 |
이력서 (%) |
견본 농도 (μg/L) |
Standard 가치관 (μg/L) |
|---|---|---|---|---|
| 사염화탄소 | 0.9998 | 2.0 | 0.1 | 2 |
| 1,4- 디 옥산 | 0.9999 | 3.4 | 1 | 50 |
| 트랜스-1,2-디클로로에틸렌 | 0.9999 | |||
| 시스-1,2-디클로로에틸렌 | 0.9999 | |||
| 1,2-디클로로에틸렌 | 0.8 | 0.2 | 40 | |
| 디클로로 메탄 | 0.9997 | 3.4 | 0.1 | 20 |
| 테트라클로로에틸렌 | 0.9998 | 0.9 | 0.1 | 10 |
| 트리클로로에틸렌 | 0.9999 | 1.4 | 0.1 | 10 |
| 벤젠 | 0.9999 | 1.0 | 0.1 | 10 |
| 클로로 아세트산 | 0.9998 | 2.6 | 2 | 20 |
| 클로로포름 | 0.9999 | 1.0 | 0.1 | 60 |
| 디클로로 아세트산 | 0.9999 | 1.9 | 2 | 30 |
| 디 브로 모 클로로 메탄 | 0.9997 | 2.6 | 0.1 | 100 |
| 화합물 이름 | 상관관계 계수 |
이력서 (%) |
견본 농도 (μg/L) |
Standard 가치관 (μg/L) |
|---|---|---|---|---|
| 총 트리할로메탄 | 1.6 | 0.4 | 100 | |
| 트리클로로 아세트산 | 0.9997 | 0.8 | 2 | 30 |
| 브로 모 디클로로 메탄 | 0.9999 | 1.8 | 0.1 | 30 |
| 브로 모폼 | 0.9990 | 2.5 | 0.1 | 90 |
| 포름 알데히드 | 0.9999 | 0.7 | 1 | 80 |
| 2-메틸이소보르네올 | 0.9992 | 4.3 | 0.001 | 0.01 |
| 지오스민 | 0.9995 | 1.6 | 0.001 | 0.01 |
| 페놀 | 0.9988 | 0.9 | 0.5 | 5 |
| 2- 클로로 페놀 | 0.9998 | 0.5 | 0.5 | |
| 4- 클로로 페놀 | 0.9998 | 0.6 | 0.5 | |
| 2,6- 디클로로 페놀 | 0.9999 | 0.9 | 0.5 | |
| 2,4- 디클로로 페놀 | 0.9999 | 0.2 | 0.5 | |
| 2,4,6- 트리클로로 페놀 | 0.9999 | 3.7 | 0.5 |
그림 2. 1,4-다이옥산, 2-MIB, 클로로아세트산, 2,4,6-트리클로로페놀의 검량선.
그림 3. 각 검량선의 최소 플롯에서 1,4-다이옥산, 2-메틸이소보르네올, 클로로아세트산, 2,4,6-트리클로로페놀의 SIM 크로마토그램.
4. 결론
EPIS가 장착된 JMS-Q1600GC UltraQuad™ SQ-Zeta는 이중 컬럼에서 VOCs, 2-MIB, geosmin에 대한 중간 극성 컬럼과 할로아세트산, 포름알데히드 및 페놀에 대한 비극성 컬럼에 연결됩니다. 수질기준에서 GC-MS 대상 시험항목을 모두 측정할 수 있는 GC-MS 시스템 구성 이 시스템은 진공 셧다운과 같은 컬럼 교체 없이 모든 GC-MS 대상 항목을 측정할 수 있으며 복잡한 측정 조건 설정이 필요하지 않은 스캔 정량을 사용하여 운영 비용을 크게 절감합니다.
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