The Measure of Purity - Water quality applications

Význam tématu

Voda je nezbytnou surovinou pro život na Zemi, avšak její zásoby jsou omezené a čelí chemickému znečištění i nově se objevujícím rizikům. Pravidelné monitorování kvality vody a dodržování legislativních limitů chrání veřejné zdraví. Spolehlivé analytické nástroje umožňují detekci stopových organických i anorganických látek v koncentračních hladinách od ppm až po ppt a ppq, čímž přispívají k udržení bezpečných vodních zdrojů.

Cíle a přehled studie / článku

Článek shrnuje komplexní portfolio analytických metod a nástrojů společnosti Agilent pro měření kvality vody. Představuje řešení pro detekci těkavých organických látek (VOCs), polotěkavých látek, pesticidů, farmaceutik, PFAS, nově vznikajících kontaminantů, anorganických a elementárních forem. Cílem je ukázat možnosti maximalizace produktivity, citlivosti a spolehlivosti v souladu s předpisy (EU, US EPA).

Použitá metodika a instrumentace

Pro organické kontaminanty:

• GC/MS metodiky: headspace (Agilent 7697A), purge-and-trap (Teledyne Tekmar Lumin/Purge & Trap, AQUATek LVA, Atomx XYZ) s GC/MSD (Agilent 8890/5977B, 7890B/5977A), režim SIM/SCAN
• GC/MS/MS: Agilent 7000D TQ pro pesticidy, PAHs, PBDEs, MRM databáze > 1 100 látek
• LC/MS/MS: Agilent 6400/6500 Series QqQ a Ultivo s online SPE (1290 Infinity Flexible Cube), dynamické MRM pro herbicidy a PPCPs
• LC/Q-TOF: Agilent 7250 GC/Q-TOF a 6500 Series LC/Q-TOF pro neznámé kontaminanty s vysokou hmotnostní přesností

Pro anorganickou analýzu:

• AAS: Agilent 280Z Zeeman GFAAS s vaprovým generátorem VGA 77 pro toxický Hg (US EPA 245.1)
• MP-AES: Agilent 4210 pro víceprvkovou detekci na bázi vzduchové plazmy
• ICP-OES: Agilent 5110 SVDV pro simultánní axiální a radiální měření dle US EPA 200.7
• ICP-MS: Agilent 7800 s ISIS 3 a HMI pro rychlé měření stopových prvků dle US EPA 200.8
• Ultrachron: UV-Vis Cary 60 s ponornou sondou pro neiontové anionty (dusičnany, fosforečnany)

Podpůrné nástroje:

• SPE produkty: Bond Elut SAX pro extrakci HAAs
• Inertní GC tok: Ultra Inert vložky, kolony (DB-624 UI, DB-35ms UI, DB-XLB), CFT, UltiMetal Plus
• Columns: Poroshell 120 (1.9, 2.7, 4 µm) pro UHPLC
• Informatika: MassHunter, VOC TekLink pro řízení a validaci, CrossLab služby

Hlavní výsledky a diskuse

Detekční limity organických látek:

• Headspace SIM: ppt pro 60 VOC (EU 98/83/EC) s RSD < 5 %
• Purge-and-trap GC/MS: 71 VOC za 15 min, LOD v ppt až ppq
• GC/MS/MS pesticidy a PAHs: injekce 25 µL, LOD 0,1–2 ppt bez úprav matrice
• LC/MS online SPE herbicidy: LOQ 1–5 ng/L, recovery 82–106 %
• LC/MS PPCPs: diltiazem a sulfamethoxazol detekovány v ppt úrovních (S/N > 40)
• LC/MS PFAS: sub pg/column s nulovým pozadím v dynamickém MRM
• LC/Q-TOF: identifikace fenazonu a nečekaného metoprololu v 10 ng/L

Anorganické výsledky:

• AAS Hg: MDL 0,05 µg/L, recoveries 94–110 %
• ICP-OES CRM-TMDW-A: recoveries 96–109 %
• ICP-MS SRM 1643f: recoveries 90–101 %
• MP-AES a UV-Vis: přesné stanoveni nitrátů v mg/L

Přínosy a praktické využití metody

Analytické platformy Agilent umožňují:

• Splnění přísných legislativních požadavků (US EPA, EU)
• Vysokou propustnost: zkrácené doby analýzy, automatizace vzorkování
• Výjimečnou citlivost a selektivitu: nízké LOD/LOQ pro široké spektrum kontaminantů
• Robustnost a spolehlivost: inertní tok, minimalizace interferencí
• Úsporu nákladů: menší spotřeba činidel, méně údržby

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření monitoringu nových kontaminantů (emerging contaminants, PFAS, NP)
• Integrace vysoce rozlišených a HRMS technik pro neznámé látky
• Další automatizace přípravy vzorků a datové analýzy s AI podpora
• Online a real-time monitorování kvality vody
• Rozvoj miniaturizovaných a polních zařízení pro mobilní analýzu

Závěr

Komplexní portfolio Agilent analytických řešení pro organické i anorganické analýzy vody pokrývá široké spektrum aplikací od VOC až po elementární stanovení. Díky vynikající citlivosti, selektivitě a robustnosti splňují tyto metody přísné normy a trendově umožňují flexibilní rozšíření o nově sledované kontaminanty a automatizaci procesů.