Automated determination of EU Water Framework Directive priority contaminants in surface water at pg/L detection limits using Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) GC/MS/MS

Význam tématu

Monitorování priority kontaminantů stanovených evropskou směrnicí o rámcové směrnici pro vodu (EU-WFD) je zásadní pro ochranu a zlepšení kvality povrchových vod. Detekční limity v řádu pg/L jsou vysoce náročné a vyžadují citlivé a spolehlivé analytické techniky.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a validovat plně automatizovanou metodiku pro stanovení přibližně 100 prioritních látek z EU-WFD ve vzorcích povrchové vody o objemu 100 mL s detekčním limitem v řádu pg/L. Metoda měla splňovat požadavky na limity stanovené směrnicí pro vnitrozemské vody a umožnit analýzu částicově vázaných sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci byl použit postup sekvenční SBSE s použitím GERSTEL Twister PDMS tyčinek. Po absorpci analytů následuje simultánní termo-desorpce ve GERSTEL TDU a zafixování ve vychladném injektoru CIS. Separace probíhá na plynové chromatografii Agilent 7890 za podpory kolony HP-5ms a detekce je zajištěna tandemovou hmotnostní spektrometrií Agilent 7010 QqQ ve MRM režimu.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla LOQ pod požadované hodnoty pro většinu analyzovaných látek; jedinými výjimkami byly cypermethrin, heptachlor a heptachlorepoxid, kde požadované LOQ 0,06 pg/L nelze dosud technicky splnit. Opakovatelnost měření (n = 6) vykázala RSD mezi 1 a 15 % (průměr 6,9 %) a věrohodnost (trueness) mezi 90 a 110 %. Kvantifikace částicově vázaných sloučenin byla ověřena pomocí referenčního sedimentu a prokázala správné vyhodnocení obsažených PAH a OCP.

Přínosy a praktické využití metody

• Komplexní analýza až 100 látek v jednom běhu
• Malý objem vzorku (100 mL) a plná automatizace
• Současné stanovení volných i částicově vázaných látek
• Vhodné pro různé typy reálných vod (řeky, podzemní, pitné)

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k aplikaci negativní chemické ionizace pro dosažení ještě nižších LOQ, rozšíření metody na pobřežní a mořské vody a integraci dalších tříd analyzovaných kontaminantů.

Závěr

Vyvinutá metoda SBSE-TDU-GC-MS/MS poskytuje spolehlivou a citlivou platformu pro sledování priority látek v povrchových vodách dle EU-WFD. Splňuje většinu požadavků na LOQ a performance, je jednoduchá na přípravu vzorku a plně automatizovaná.

Reference

• DIRECTIVE 2000/60/EC Rámcová směrnice o vodách
• DIRECTIVE 2008/105/EC Kvalitativní standardy v oblasti vod
• DIRECTIVE 2013/39/EU Změny k direktivám 2000/60/EC a 2008/105/EC
• COMMISSION DIRECTIVE 2009/90/EC Technické specifikace pro chemickou analýzu
• COMMISSION IMPLEMENTING DECISION (EU) 2015/495 Watch list ve vodách
• Ochiai N. et al. Sequential SBSE pro extrakci kontaminantů