Determination of Polybrominated Diphenylethers (PBDE) in Sediment and Sewage Sludge

Význam tématu

Polybromované difenylethery (PBDE) slouží jako retardéry hoření v plastových výrobcích, elektronice i textiliích. Díky své chemické stabilitě a lipofilním vlastnostem se však kumulují v životním prostředí a v organismu obratlovců. Studie poukazují na jejich neurotoxické a endokrinní účinky, což vyvolalo potřebu citlivých a spolehlivých analytických metod pro stanovení PBDE v sedimentech a komunálním kalu. Evropská unie prostřednictvím směrnice 2000/60/ES požaduje sledování čtyř hlavních kongenerů a připravuje ISO normu rozšiřující tento seznam na osm látek.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace je předložit validovanou metodu založenou na kapilární chromatografii plynnou (GC) ve spojení s hmotnostní detekcí (MS) pro separaci a kvantifikaci významných PBDE: BDE-47, 99, 100, 153, 154, 183, 205 a 209. Studie demonstruje postup na standardních směsích i reálných vzorcích komunikálního kalu zásobovaných čistírnami odpadních vod.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhala v několika krocích:

• Extrahování sušeného sedimentu (10 g) nebo kalu (1 g) hexanem.
• Čištění extraktu na vrstvě siliky a koncentrace do 1 mL hexanu.
• Chromatografické rozdělení na GC Agilent 6890 s kolonkou DB-1 (30 m × 0,32 mm, film 0,1 µm) při pulzní splitless injekci (250 °C).
• Detekce hmotnostním spektrometrem Agilent 5973 inert MSD v SIM režimu, vybrané m/z pro kvantitativní a kvalifikační ionty.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizované podmínky minimalizují tepelné rozklady těžších kongenerů (BDE-209). Standardní směsi vykázaly ostré vrcholy a lineární kalibrační křivky s koeficienty determinace (R2) 0,996–1,00. Mez detekce (LOD) odpovídají ca 1 µg/kg pro pentaBDE a 50 µg/kg pro okta- a decaBDE ve vzorcích, což plně vyhovuje požadavkům směrnice. Analýza reálných vzorků kalu odhalila přítomnost BDE-99 a BDE-209, s vyhodnocenou koncentrací odpovídající průměrným environmentálním úrovním.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí vysokou citlivost, reprodukovatelnost a nízké minimum detekce pro všechny sledované PBDE kongenery. Umožňuje spolehlivý monitoring těchto kontaminantů v rameni QA/QC v environmentálních laboratořích, podporuje splnění legislativních požadavků a posiluje kapacitu sledovat trendy znečištění.

Budoucí trendy a možnosti využití

Směřuje se k rozšíření počtu sledovaných PBDE a integraci LC-MS/MS pro polarnější deriváty. Dále se očekává automatizace extrakce a čištění i využití vysoce vhodných technik vysokého rozlišení (HRMS) pro lepší identifikaci neznámých kongenerů a metabolitů.

Závěr

Popsaná GC/MS metoda poskytuje robustní a citlivý nástroj pro kvantifikaci hlavních PBDE v sedimentech a komunálním kalu. Díky optimalizovaným podmínkám laboratorní pracoviště dosáhnou spolehlivých výsledků vyhovujících evropským normám. Metoda tak významně přispívá k environmentálnímu monitoringu a ochraně zdraví.

Reference

1. Eriksson P., Jakobsson E., Fredriksson A. Developmental neurotoxicity of polybrominated diphenyl ethers. Organohalogen Compounds 1998;35:375–377.
2. Hallgren S., Darnerud P.O. Effects of PBDEs, PCBs and CPs on thyroid hormone levels in rats. Organohalogen Compounds 1998;35:391–394.
3. Darnerud P.O., Thuvander A. Immunological effects of PBDE and PCB exposure in rodents. Organohalogen Compounds 1998;35:415–418.
4. Directive 2000/60/ES Evropské komunity o rámcové politice v oblasti vody.
5. Kuhn E., Ellis J., Wilbur S. GC Analysis of Polybrominated Flame Retardants. Agilent Technologies Publication 5989-0094EN, 2004.