ANALÝZA CHLORFENOLŮ VE VODÁCH MIKROEXTRAKCÍ TUHOU FÁZÍ A PLYNOVOU CHROMATOGRAFIÍ S HMOTNOSTNĚ SPETROMETRICKOU DETEKCÍ

Význam tématu

Chlorfenoly patří mezi environmentální kontaminanty vznikající jako pesticidy nebo dezinfekční vedlejší produkty. Díky jejich toxicitě a nízkým prahům senzorického účinku (zápach, hořká chuť) je nezbytné je spolehlivě monitorovat v pitné a povrchové vodě v úrovních jednotek mikrogramů na litr.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a ověřit postup pro analýzu širokého spektra chlorfenolů a chlorovaných naftolů ve vodě kombinací přímé acetylace ve vzorku, sorpce derivatů pomocí SPME a finální analýzy GC-MS. Studie hodnotila detekční limity, linearitu kalibrací, opakovatelnost i ekonomickou efektivitu metody.

Použitá metodika a instrumentace

Princip metody:

• Acetylace ve vodném vzorku (100 ml) přidáním NaHCO₃ a acetic anhydride, odplynění CO₂ (5 min).
• Extrahování acetylovaných fenolů pomocí Solid Phase Microextraction: PDMS vlákno (100 µm), sorpční čas 15 min, míchání vzorku.
• Desorpce v injektoru GC (250 °C, 3 min), chromatografie na sloupci SPB-1 (30 m × 0,32 mm × 1 µm), program 35 °C (3 min) → 10 °C/min do 260 °C.
• Detekce hmotnostním spektrometrem (EI 70 eV, scan 50–350 m/z, nebo režim SIM na charakteristické ionty).
• Vnitřní standard: 4-bromfenol (50 µg/l).

Instrumentace:

• GC-MS Fisons GC 8000/MD 800.
• SPME vlákna Supelco: PDMS 100 µm (5-7300), vlákno PDMS/Carboxen 75 µm (5-7318).

Hlavní výsledky a diskuse

• PDMS vlákno nejevilo problematický carry-over; Carboxenové vlákno vykazovalo ~12 % zbytkové sorpce.
• Linearita kalibrací pro koncentrace 0,5–100 µg/l (R² ≥ 0,96–0,99).
• Detekční limity ve SIM režimu: 0,1 µg/l pro většinu chlorfenolů (max. 0,2 µg/l pro pentachlorfenol).
• Relativní směrodatná odchylka ~10 % při 10 µg/l (n = 11).
• Možnost plnospektrálního režimu do ~10 µg/l.
• Životnost PDMS vlákna minimálně 100 analýz.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlý a jednoduchý analytický postup bez organických rozpouštědel.
• Nízký objem vzorku (řád ml) a minimalizace manipulace.
• Senzitivita vyhovuje normám pro pitnou vodu (0,1–0,2 µg/l).
• Vhodné pro rutinní monitoring chlorfenolů v krajinných, pitných a odpadních vodách.
• Úspora času a nákladů oproti klasickým extrakcím.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další derivaty fenolů a halogenovaných aromátů.
• Použití nových sorpčních povlaků SPME (polární, kombinované).
• Integrace s mobilními GC-MS jednotkami pro terénní měření.
• Automatizace vzorkování a derivatizace.
• Kompatibilita s LC-MS pro těkavé i netěkavé deriváty.

Závěr

Přímá acetylace chlorfenolů v kombinaci se SPME a GC-MS představuje efektivní, citlivou a ekonomickou metodu pro analýzu chlorfenolů ve vodách. Dosahuje detekčních limitů ~0,1 µg/l, lineárního rozsahu do 100 µg/l a umožňuje rychlou a bezrozpouštědlovou přípravu vzorků.

Reference

1. WHO: Guidelines for Drinking Water Quality, 2. vyd., sv. 1. WHO, Ženeva 1993.
2. ČSN 75 7111 Pitná voda.
3. Pokorný B.: Sborník 5. celostátní konference o analýze vod, Univerzita Pardubice 1998.
4. APHA, AWWA, WEF: Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19. vyd. APHA, Baltimore 1995.
5. Coutts R. T., Hargesheimer E. E., Pasutto F. M.: J. Chromatogr. 179, 291 (1979).
6. Janda V., van Langenhove H.: J. Chromatogr. 472, 327 (1989).
7. Haghebaert K., David F., Sandra P.: Proceedings 18th Int. Symp. on Capillary Chromatography, 746.1.O.P.M.S., Kortrijk 1996.
8. Bucholz K. D., Pawliszyn J.: Anal. Chem. 66, 160 (1994).
9. Janda V., Vídeň I.: Chem. Listy 92, 751 (1998).
10. Pawliszyn J.: Solid Phase Microextraction: Theory and Practice. Wiley-VCH, New York 1997.
11. Korhonen I. O. O., Knuutmen J.: J. Chromatogr. 256, 135 (1983).