Implementation of novel SPME Arrow for the trace-level analysis of taste and odor compounds in drinking water

Význam tématu

Kompostující se řasové květy uvolňují do zdrojů pitné vody odoranty 2-methylisoborneol (MIB) a geosmin, které způsobují nezávadnou, avšak nepříjemnou „zemitou“ a „zatuchlou“ chuť a vůni. Přes to, že regulace maximálních hladin těchto sloučenin ve vodě není povinná, je přesné stanovení jejich koncentrací zásadní pro provozovatele vodáren a environmentální laboratoře při řešení událostí spojených s chutí a zápachem (T&O).

Cíle a přehled studie

Cílem bylo implementovat metodu 6040D (SPME + GC-MS) s použitím inovativního sorpčního pera SPME Arrow pro detekci MIB a geosminu na stopových úrovních (ng/L), jež odpovídají prahovým hodnotám v T&O situacích.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly připraveny v 20 mL lahvičkách s 10 mL deionizované vody a 3 g NaCl, do nichž byly přidány standardy MIB, geosminu, interní standard isobutyl-methoxypyrazin (IBMP) a surrogátní isopropyl-methoxypyrazin (IPMP) (oba 10 ng/L). Extrakce probíhala pomocí SPME Arrow s fází PDMS/DVB/Carboxen. Detekce byla zajištěna na plynné chromatografii Shimadzu GCMS-QP2020NX s AOC-6000 autosamplerem.

• Chromatograf: Shimadzu GCMS-QP2020NX
• Autosampler: AOC-6000 s podporou SPME Arrow
• Sorbční fáze: PDMS/DVB/Carboxen

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky pro MIB i geosmin vykázaly v rozsahu 0,5–100 ng/L výbornou linearitu (R²=0,99). Reprodukovatelnost 10 ng/L standardu byla na úrovni 15 % RSD pro MIB a 12 % RSD pro geosmin; při nejnižší hladině 0,5 ng/L byla RSD 0,2 % pro MIB a 5 % pro geosmin. Detekční limity, stanovené na základě poměru S/N=3, dosáhly 0,05 ng/L, což je přibližně o dva řády nižší než prahy vnímání vůně a chuti.

Přínosy a praktické využití metody

Navržený postup umožňuje rychlou (přibližně 30 min na vzorek díky překrývající se extrakci a analýze) a citlivou analýzu stopových koncentrací MIB a geosminu. Metoda je robustní a vhodná pro rutinní monitoring problémových vodárenských zdrojů při událostech T&O.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat:

• Optimalizaci sorpčních fází a parametrů SPME Arrow pro rozšíření spektra analyzovaných sloučenin
• Integraci s dalšími detekčními technikami (např. MS/MS) pro zvýšení selektivity
• Automatizaci procesu sledování kvality vody v reálném čase

Závěr

Implementace SPME Arrow v rámci metody 6040D pro analýzu MIB a geosminu prokázala vynikající linearitu, citlivost i reprodukovatelnost. Detekční limity podstatně překračují požadavky na rozpoznání pachových událostí a metoda nabízí efektivní nástroj pro vodárenský i environmentální sektor.

Reference

Shimadzu Scientific Instruments, Inc. Implementation of novel SPME Arrow for the trace-level analysis of taste and odor compounds in drinking water. 2021 AOAC Annual Meeting.
Standard Method 6040D.