Nitrosamine Analysis in Drinking Water using GC/MS/MS for Performance Equivalent to EPA Method 521

Význam tématu

Analýza nitrosaminů v pitné vodě je klíčová pro prevenci vzniku karcinogenních látek v distribuci vody. EPA zvažuje zpřísnění limitů pro nitrosaminy, zejména NDMA, a současně usiluje o modernizaci detekčních metod při zachování stávajících postupů pro přípravu vzorků. Zavedení vysoce selektivní a citlivé metody GC/MS/MS umožňuje efektivnější sledování několika nitrosaminů na úrovních ppt, čímž se zvyšuje spolehlivost monitoringu a posiluje ochrana spotřebitelů.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem projektu bylo srovnání výkonu standardní metody EPA 521 založené na iontové pastové hmotnostní spektrometrii (GC/IT) s novou metodou triple kvadrupólového GC/MS/MS. Studie proběhla ve třech fázích:

• Fáze I – interní testování v laboratoři A: přímé porovnání Varian 4000 GC/IT a Agilent 7010 GC/MS/MS.
• Fáze II – mezi laboratořní validace ve třech nezávislých pracovištích s využitím systémů 7010 a 7000 GC/MS/MS.
• Fáze III – předložení kompletního datového balíčku EPA pro technické hodnocení a získání listu rovnocennosti.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci nitrosaminů z pitné vody byla zachována původní příprava vzorku dle EPA 521 (pevná fáze, velkoobjemová injekce). Analytické měření probíhalo dvěma způsoby:

• GC/MS/MS (Agilent 7010/7000): režim elektronové ionizace, splitless injekce 1 µl, teplotní program kolony od 33 °C do 300 °C, tok helia 1,2 ml/min, dvojitě kuželová inertní vložka.
• GC/IT (Varian 4000): chemická ionizace, velkoobjemová injekce 10–20 µl, doba běhu 40 minut.

Hlavní výsledky a diskuse

GC/MS/MS prokázalo výrazně nižší limity stanovení (LCMRL) a detekce pro všechny sledované nitrosaminy než GC/IT. Mezi klíčové poznatky patří:

• Redukce doby analýzy z 40 na 15 minut bez zhoršení separace.
• Vyšší signál a lepší poměr signál/šum vedoucí k hodnotám detekčního limitu pod 0,5 ppt pro NDMA, NMOR, NDBA a NPYR.
• Opakovatelnost výsledků a korelace mezi technikami s odchylkami v rámci ±20 %.
• Mezilaboratorní studie potvrdily shodu výsledků a návratnost surrogátů v rozmezí 70–130 %.
• Stabilita extraktů byla ověřena do 14 dnů, EPA akceptovala tuto dobu i přesto, že data indikují možnou stabilitu až do 28 dnů.

Přínosy a praktické využití metody

Nová GC/MS/MS metoda přináší významné výhody pro laboratoře zabývající se kontrolou pitné vody:

• Rychlejší analýzy a vyšší kapacita vzorků díky kratší době běhu.
• Vylepšená citlivost a selektivita umožňující spolehlivou detekci nitrosaminů na úrovni jednotek ppt.
• Snížené objemy injektované vzorkové matrice a optimalizované spotřební náklady.
• Možnost rozšíření rozsahu analyzovaných sloučenin bez zásahů do přípravy vzorku.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se zaměřuje na automatizaci přípravy vzorků, aplikaci na složitější matrice (odpadní vody, potraviny) a integraci s vysokorozlišenou hmotnostní spektrometrií. Očekává se širší přijetí GC/MS/MS metod legislativními úřady i průmyslem a vývoj nových standardů para- nebo multiparalelních analýz pro komplexní screening environmentálních kontaminantů.

Závěr

Metoda EEA-Agilent 521.1 založená na GC/MS/MS dosahuje ekvivalentního nebo lepšího výkonu než EPA Method 521 s iontovou pastí. Díky vyšší citlivosti, spolehlivosti a kratšímu čase analýzy si tato metoda zasluhuje oficiální uznání pro rutinní monitoring nitrosaminů v pitné vodě.

Reference

• EPA Method 521 Version 1.0, September 2004, EPA/600/R-05/054
• U.S. EPA Letter March 13, 2018
• Agilent Application Note 5991-9224EN ve spolupráci s Eurofins Eaton Analytical a Vogon Laboratories