GC-QMS Application: 同一カラムによるVOC、カビ臭気原因物質、エピクロロヒドリン、スチレン、 1,2,3-トリクロロベンゼンの分析

  • 概要

MSTips No.334

1.はじめに

水道の水質検査においては、ヘッドスペース-GC/MS法が複数の項目において、検査方法として採用されているが、測定に使用する機器構成の違いにより、1台の装置で異なる項目を測定する際には、カラム交換等が必要となるケースが殆どである。
今回、液相に(6%-シアノプロピル-フェニル)-メチルポリシロキサンを採用した低/中極性カラムDB-1301(長さ60m,内径0.32mm,膜厚1μm)を使用して、水質基準項目の揮発性有機化合物(→以後、VOCと省略) 、カビ臭気原因物質である2-メチルイソボルネオール(→以後、2-MIBと省略) 、ジェオスミンの3項目、要検討項目のエピクロロヒドリン、スチレン、1,2,3-トリクロロベンゼンの3項目を、それぞれ機器パラメーターのみ変更して測定する方法について検討し、検量線の直線性、下限濃度における再現性等について確認したので結果を報告する。

JMS-Q1500GC with MS-62070STRAP
JMS-Q1500GC with MS-62070STRAP

2.測定概要

2.1.サンプル調製

VOC・2-MIB・ジェオスミンのサンプルは、4.5gの塩化ナトリウムと精製水10mLを量り入れたヘッドスペース用バイアルに、1,4-ジオキサンを除くVOCを0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10ppb、1,4-ジオキサンを1, 2, 5, 10, 20ppb、2-MIBとジェオスミンを1, 2, 5, 10, 20pptとなるよう添加し、調整した。内部標準物質は、各測定試料にフルオロベンゼンとp-ブロモフルオロベンゼンを5ppb、1,4-ジオキサン-d8を200ppb、2,4,6-トリクロロアニソール-d3を20pptの濃度になるよう添加した。
エピクロロヒドリン・スチレン・1,2,3-トリクロロベンゼンのサンプルは、精製水10mLを量り入れたヘッドスペース用バイアルに、エピクロロヒドリンを0.04, 0.08, 0.2, 0.4, 0.8ppb、スチレンと1,2,3-トリクロロベンゼンを0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10ppbとなるように添加し、調整した。内部標準物質は、各測定試料にフルオロベンゼンとp-ブロモフルオロベンゼンが5ppbの濃度になるよう添加した。

2.2.測定条件

サンプルの測定条件をTable1、SIMのモニターイオンについては、Table2に示した。測定条件のうち、相対EM電圧については、成分毎に検量線の濃度範囲が大きく異なるため、溶出成分に応じて変更した。VOC・2-MIB・ジェオスミンとエピクロロヒドリン・スチレン・1,2,3-トリクロロベンゼンをそれぞれ測定する際の相対EM電圧の設定及びSIMモードにおける各対象化合物の取り込み範囲をFigure1及びFigure2に示した。尚、各条件における測定対象成分の溶出位置把握のため、最も濃度の高いサンプルを測定した際のSIMクロマトグラムも併せて示した。

Table 1. Measurement condition

Parameter Value
HS Sampling mode Trap
Sampling times 3
Sample temp. 70°C
Sample heating time 30min 10min
Trap tube AQUATRAP1(GL Science, Inc)
Desorb temp. 230°C
GC Column DB-1301(Agilent Technologies, Inc.), 60m×0.32mm id, 1μm film thickness
Oven temp. VOC, 2-MIB, Geosmine
40°C for 3min,
to 100°C at 5°C/min,
to 250°C at 10°C/min,
and hold for 5min
Epichlorohydrin, Styrene, 1,2,3-Trichlorobenzene
40°C for 3min,
to 100°C at 5°C/min,
to 250°C at 20°C/min,
and hold for 3min
Carrier gas 83.44kPa(Constant Pressure)
MS Interface temp. 250°C
Ion source temp. 250°C
Ionization current 50μA
Ionization Energy 70eV
Acquisition mode pd-SIM SIM

Table 2. SIM Monitor Ion of each compound

# Name R.T. Monitor ion(m/z)
1 1,1-Dichloroethylene 6.14 96 98 61
2 Dichloromethane 6.76 49 84 86
3 t-Butyl Methyl Ether 7.23 73 57
4 trans-1,2-Dichloroethylene 7.08 96 98 61
5 cis-1,2-Dichloroethylene 8.54 96 98 61
6 Chloroform 9.05 83 85 47
7 1,1,1-Trichloroethane 9.41 97 99 61
8 Carbon Tetrachloride 9.70 117 119 121
9 1,2-Dichloroethane 10.03 62 64 49
10 Benzene 10.02 78 77 52
11 Trichloroethylene 11.22 130 132 95
12 1,2-Dichloropropane 11.67 76 62 63
13 Bromodichloromethane 12.24 83 85 47
14 1,4-Dioxane 11.95 88 58
15 cis-1,3-Dichloropropene 13.22 49 77 75
16 Toluene 13.99 91 92 65
17 trans-1,3-Dichloropropene 14.53 75 77 49
# Name R.T. Monitor ion(m/z)
18 1,1,2-Trichloroethane 14.96 83 97 61
19 Tetrachloroethylene 15.29 166 164 129
20 Dibromochloromethane 15.89 129 127 131
21 m-Xylene & p-Xylene 17.87 106 91
22 o-Xylene 18.75 91 106
23 Bromoform 19.15 173 171 175
24 p-Dichlorobenzene 22.34 146 148 111
25 2-Methylisoborneol 26.48 108 107 95
26 Geosmin 30.45 112 111 125
27 Epichlorohydrin 13.04 49 62 57
28 Styrene 18.22 104 103 78
29 1,2,3-Trichlorobenzene 23.87 180 182 184
30 Fluorobenzene 10.52 96 70
31 1,4-Dioxane-d8 11.84 96 64
32 p-Bromofluorobenzene 19.88 95 174 176
33 2,4,6-Trichloroanisole 28.85 213 215

Figure 1. pd-SIM Acquisition range of each compound & Relative EM voltage condition for VOC, 2-MIB, Geosmine
(The numbers in the figure correspond to the numbers in Table 2.)

Figure 2. SIM Acquisition range of each compound & Relative EM voltage condition for Epichlorohydrin, Styrene, 1,2,3-Trichlorobenzene
(The numbers in the figure correspond to the numbers in Table 2.)

3.測定結果

測定対象より、1,4-ジオキサン、2-MIB、ジェオスミン、エピクロロヒドリンについて、それぞれ検量線と検量線の下限濃度のSIMクロマトグラムをFigure3に示した。下限濃度は対象の成分の基準値あるいは目標値の1/10以下に相当するが、何れも十分な強度で測定が出来ており、検量線についても良好な直線性が得られている。

1,4-Dioxane

1,4-Dioxane

2-Methylisoborneol

2-Methylisoborneol

Geosmin

Geosmin

Epichlorohydrin

Epichlorohydrin

Figure 3. Calibration curve and SIM chromatogram of minimum plot of 1,4-Dioxane, 2-Methylisoborneol, Geosmin, Epichlorohydrin.

測定した全ての成分について、検量線の相関係数と検量線の下限濃度をn=5で連続測定した際の定量値の変動係数をTable 3に示した。相関係数は全ての成分で0.999以上、変動係数についても全ての成分で5%以下であり、良好な結果であった。

Table 3. Coefficient of variation (C.V.) and correlation coefficient of each compound.

Compound Name C.V.(%) R
1,1-Dichloroethylene 0.7 0.9999
Dichloromethane 1.1 0.9999
t-Butyl Methyl Ether 0.4 0.9999
trans-1,2-Dichloroethylene 0.7 0.9999
cis-1,2-Dichloroethylene 0.6 0.9999
Chloroform 0.8 0.9999
1,1,1-Trichloroethane 0.4 0.9999
Carbon Tetrachloride 1.6 0.9999
1,2-Dichloroethane 0.8 0.9998
Benzene 1.2 0.9999
Compound Name C.V.(%) R
Trichloroethylene 0.1 0.9999
1,2-Dichloropropane 0.8 0.9999
Bromodichloromethane 0.6 0.9999
1,4-Dioxane 1.1 0.9999
cis-1,3-Dichloropropene 1.7 0.9990
Toluene 0.7 0.9999
trans-1,3-Dichloropropene 2.2 0.9985
1,1,2-Trichloroethane 3.0 0.9990
Tetrachloroethylene 2.3 0.9996
Dibromochloromethane 0.8 0.9991
Compound Name C.V.(%) R
m-Xylene & p-Xylene 0.3 0.9992
o-Xylene 0.4 0.9999
Bromoform 0.6 0.9990
p-Dichlorobenzene 1.1 0.9999
2-Methylisoborneol 4.5 0.9996
Geosmin 3.4 0.9996
Epichlorohydrin 2.6 0.9999
Styrene 1.5 0.9990
1,2,3-Trichlorobenzene 9.0 0.9997
このページの印刷用PDFはこちら。
クリックすると別ウィンドウが開きます。

PDF 487.3KB

関連製品 RELATED PRODUCT