ANALÝZA TĚKAVÝCH HALOGENOVANÝCH UHLOVODÍKŮ VE VODÁCH MIKROEXTRAKCÍ TUHOU FÁZÍ A GC-MS

Význam tématu

Mikroextrakce tuhou fází SPME představuje moderní alternativu ke konvenčním extrakčním technikám pro izolaci a koncentraci těkavých organických znečišťujících látek ve vodách. Umožňuje bezrozpouštědlový, rychlý a citlivý odběr vzorků a je vhodná pro sledování halogenovaných uhlovodíků na úrovni pod mikrogram na litr. SPME významně zjednodušuje přípravu vzorku a minimalizuje riziko kontaminace a degradace analyzovaných látek.

Cíle a přehled studie / článku

Tato práce se zabývá optimalizací a ověřením SPME metody pro analýzu těkavých halogenovaných uhlovodíků ve vodách. Autoři testovali klíčové parametry postupu, zejména výběr sorpčních vláken, podmínky sorpce z vodné nebo plynné fáze, reprodukovatelnost stanovení a detekční limity při použití GC-MS.

Použitá metodika a instrumentace

Pro mikroextrakci tuhou fází byly využity aparátky Supelco s vlákny potaženými polydimethylsiloxanem 100 µm a Carboxen-PDMS 75 µm. Sorpce probíhala buď ponořením vlákna do vzorku vody při 22 °C po dobu 15 min, nebo expozicí nad plynnou fází vzorku. Desorpce byla termická v nástřikovacím prostoru plynového chromatografu. GC-MS analýza se uskutečnila na Fisons GC 8000/MD 800 s kapilární kolónou SPB 1 (30 m × 0,32 mm, film 1 µm), injektorem v splitless módu, teplotním programem 35 °C hold 3 min pak 10 °C/min do 120 °C, spektrometrem ve full-scan režimu 50–200 m/z.

Hlavní výsledky a diskuse

• Reprodukovatelnost stanovení toluenu ve vodě bez vnitřního standardu činila relativní směrodatnou odchylku 9,11 %; přidáním vnitřního standardu se odchylka snížila na 2 až 12 % v závislosti na látce.
• Pro řadu halogenovaných uhlovodíků ve vodě s vnitřním standardem byly odchylky v rozmezí 2 až 11 %, přičemž nižší těkavost korreluje s lepší reprodukovatelností.
• Detekční limity SPME-GC-MS ve full-scan režimu dosahují úrovně pod 1 µg/l pro většinu sledovaných látek.
• Použití injekční vložky o průměru 1 mm významně zvýšilo formální počet teoretických pater a ostrost piků, zejména pro velmi těkavé látky.
• Analýza pražské pitné vody kontaminované 1 µg/l halogenovaných uhlovodíků potvrdila dominantní výskyt chloroformu a bromodichlormethanu a prokázala spolehlivý odběr ultralevnými náklady.

Přínosy a praktické využití metody

• Metoda nevyžaduje použití organických rozpouštědel, je tedy solvent free a šetrná k životnímu prostředí.
• Rychlá a jednoduchá příprava vzorku dovoluje vysokou analytickou propustnost a snadnou automatizaci.
• Potřebný objem vzorku je minimální (několik ml), přístroj je kompatibilní s běžnými GC-MS systémy po výměně injekční vložky.
• Široká linearita kalibrace umožňuje kvantifikovat koncentrace od jednotek po stovky pg/l.

Budoucí trendy a možnosti využití

SPME se jeví jako perspektivní technika pro environmentální monitoring pitné i odpadní vody. Očekává se rozšíření použití při sledování volatilních organických znečišťovadel v různých matricích, včetně půdy a vzorků vzduchu. Kombinace s cílenými selektivními režimy hmotnostního spektrometru nebo tandemovou spektrometrií může zvýšit selektivitu a citlivost. Vývoj nových sorpčních vláken s vylepšenou odolností a selektivitou nabídne další možnosti pro analýzu jak těkavých, tak i polárních látek.

Závěr

Solid-phase microextraction v kombinaci s GC-MS poskytuje jednoduchou, rychlou a citlivou metodu pro analýzu těkavých halogenovaných uhlovodíků ve vodách. Metoda minimalizuje používání rozpouštědel, vyžaduje malé objemy vzorku, dosahuje detekčních limitů pod 1 µg/l a vykazuje dostatečnou reprodukovatelnost pro rutinní i výzkumnou praxi. Implementace je snadná a náklady na spotřební materiál jsou nízké.

Reference

1. Chiarotti M Strano Rossi S Marsili R Proceedings of the 18th International Symposium on Capillary Chromatography IOPMS Kortrijk 1996 931
2. Arthur CL Killam LM Motlagh S Lim V Potter DW Pawliszyn J Environ Sci Technol 26 979 1992
3. Potter DW Pawliszyn J J Chromatogr 625 247 1992
4. Chiarotti M Marsili R J Microcolumn Sep 6 577 1994
5. Gorecki T Pawliszyn J Proceedings of the 18th International Symposium on Capillary Chromatography IOPMS Kortrijk 1996 762
6. Haghebaert K David F Sandra P Proceedings of the 18th International Symposium on Capillary Chromatography IOPMS Kortrijk 1996 746
7. Bucholz KD Pawliszyn J Environ Sci Technol 27 2844 1993
8. Bucholz KD Pawliszyn J Anal Chem 66 160 1994
9. Boyd Boland AA Magdic S Pawliszyn J Proceedings of the 18th International Symposium on Capillary Chromatography IOPMS Kortrijk 1996 173
10. Jino K Muramatsu T Saito Y Kiso Y Magdic S Pawliszyn J Proceedings of the 18th International Symposium on Capillary Chromatography IOPMS Kortrijk 1996 184
11. Johansen SS Pawliszyn J Proceedings of the 18th International Symposium on Capillary Chromatography IOPMS Kortrijk 1996 663
12. Potter DW Pawliszyn J Environ Sci Technol 28 298 1994
13. Arthur CL Pratt K Motlagh S Pawliszyn J J High Resolut Chromatogr 75 741 1992
14. Chai M Analyst 118 1501 1993
15. Hawthorne SB Pratt K Motlagh S Pawliszyn J Belardi RP J Chromatogr 603 185 1992
16. Boyd Boland AA Pawliszyn J J Chromatogr 704 163 1995
17. Gorecki T Mindrup R Pawliszyn J Proceedings of the 18th International Symposium on Capillary Chromatography IOPMS Kortrijk 1996 163
18. Nilsson T Ferrari R Facchetti S Pawliszyn J Proceedings of the 18th International Symposium on Capillary Chromatography IOPMS Kortrijk 1996 618
19. CSN 757111 Pitna voda