Measurement of Underivatized Glyphosate and Other Polar Pesticides in Surface and Drinking Water

Význam tématu

Monitoring glyphosatu a dalších vysoce polárních pesticidů v povrchových a pitných vodách je kritický pro ochranu životního prostředí i lidského zdraví. Tyto látky se snadno rozpouštějí ve vodě a mohou dosahovat koncentrací v řádu ng/L, které vyžadují citlivé a spolehlivé analytické metody.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout jednoduchou, rutinně použitelnou metodu pro kvantifikaci glyphosatu, glufosinátu a jejich degradovaných produktů (AMPA, MPPA) spolu s dalšími polárními pesticidy (HEPA, NAG, ethephon, fosetyl) bez nutnosti derivatizace. Metoda kombinuje rychlou přípravu vzorku, robustní reverzní chromatografii a vysoce citlivou detekci pomocí tandemové hmotnostní spektrometrie.

Použitá metodika

Vzorky povrchové vody byly odebrány do 15mL polypropylenových tub a po odstředění filtrovány přes 0,2µm PES mikrofiltr. Pitná voda byla sbírána přímo do stříkaček s integrovaným 0,2µm filtrem. Filtráty byly naředěny na konečný objem v HPLC vialu a okyseleny formiovou kyselinou (0,1 %). Kalibrace probíhala sériovými ředěními v matričně matchedu acidifikovaném vodním blanku na koncentrace od 0,005 do 10µg/L.

Použitá instrumentace

• Kapalinový chromatograf Agilent 1290 Infinity II (pumpa G7120A, autosampler G7167B, kolonnový box G7116B).
• Kolona Agilent InfinityLab Poroshell 120 CS-C18 (2,1 × 150 mm, 2,7 µm) s možností velkých objemů vodných injekcí.
• Mobilní fáze A: voda s 0,1% formiové kyseliny a 5 µM deaktivační přísady Agilent InfinityLab.
• Mobilní fáze B: methanol s 0,1% formiové kyseliny.
• LC/MS detektor Agilent 6470A Triple Quadrupole s ESI (Agilent Jet Stream), režim dynamického MRM s pozitivní i negativní polaritou.
• PEEK-vyloženo spojení mezi autosamplerem a kolonnou pro omezení kovové interakce.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla detekčního limitu pro glyphosat 10 ng/L (MDL vypočtený podle EPA). Kalibrační křivky byly vysoce lineární (R2 > 0,998) v rozsahu 5 ng/L až 10 µg/L pro většinu analyzovaných látek. Mezní kvantifikovatelné hladiny (LOQ) se pohybovaly mezi 10 a 100 ng/L s přesností 82–121 % v povrchové i pitné vodě. Použití deaktivační přísady a PEEK-vyložení potlačilo špičkování a nekonzistentní retenci fosfonátových sloučenin.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nevyžaduje časově náročnou derivatizaci, minimalizuje potřebu ředění vzorku a umožňuje vysoké průtoky díky velkým injekčním objemům. Výsledný pracovní postup je vhodný pro rutinní analýzu v environmentálních laboratořích, v režimu QA/QC i pro regulované programy monitoringu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozšíření metody může zahrnovat detekci širší škály polárních pesticidů a jejich metabolitů, využití vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie pro neznámé látky nebo integraci on-line předkoncentrace a automatizované přípravy vzorku. Rostoucí důraz na zelenou analytiku povede k minimalizaci organických rozpouštědel a spotřeby energie.

Závěr

Navržený postup spojuje jednoduchou filtrační přípravu, odolnou reverzní chromatografii na CS-C18 kolonně a citlivou tandemovou MS detekci. Metoda dosahuje nízkých ng/L detekčních limitů, vysoké přesnosti a opakovatelnosti bez komplikovaných kroků, což ji činí ideální pro pravidelný monitoring polárních pesticidů ve vodách.

Reference

• Zweigenbaum J.; Lucas D.; Cali A. Direct analysis of glyphosate, AMPA, and other polar pesticides in food. Agilent Technologies Application Note 5994-0796EN, 2019.
• Hsiao J. J. et al. Improved LC/MS methods for the analysis of metal-sensitive analytes using Medronic acid as a mobile phase additive. Analytical Chemistry, 2018, 90(15):9457–9464.
• U.S. Environmental Protection Agency. Procedures for Detection and Quantitation – Documents. U.S. EPA, 2010.