APGC-MS/MS Investigation of a Complex Mixture of Polyhalogenated Dioxins and Furans (PXDD/Fs) Generated in Fire Debris

Význam tématu

Analýza polyhalogenovaných dibenzo-p-dioxinů a dibenzofuranů v požárním odpadu je klíčová pro hodnocení rizik expozice hasičů a zásahových týmů. Tyto sloučeniny vznikají při spalování materiálů s bromovanými a chlorovanými retardéry a nejsou dosud regulovány, přesto jejich toxicita může být srovnatelná nebo vyšší než u klasických chlorovaných dioxinů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo vyvinout a aplikovat metodiku kombinující atmosférickou tlakovou plynovou chromatografii (APGC) s tandemovou kvadrupólovou hmotnostní spektrometrií (Xevo TQ-S) pro sledování až stovek MRM přechodů PXDD/F kongenerů v simulovaných vzorcích požárního odpadu z domácích a elektronických požárů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky:

• Simulace domácího požáru (nábytek) a elektronického požáru (kancelářská elektronika).
• Sběr pevných zbytků, popela a otěrových vzorků z buněk a výstroje hasičů.

Extrakce a očista:

• Soxhlet v hexanu (24 h) podle MOECC E3418.
• Dvoustupňová sloupcová očista: kyselá báze silika a 5 % uhlík/silika.
• Fortifikace 13C značenými standardy.

Instrumentace:

• APGC pozitivní ionizace s transfer line 360 °C.
• Kolonka Rtx Dioxin-2 (60 m×0,18 mm×0,10 µm) s helium nosným plynem.
• Xevo TQ-S (MassLynx) v MRM režimu: více než 200 přechodů pro PXDD/F a PBDD/F.

Hlavní výsledky a diskuse

Skenováním vzorků byla detekována široká škála mono- až hepta-substituovaných PXDF a PXDD kongenerů v rozsahu ppt až ppb. Nejvyšší koncentrace byly naměřeny v prachových částicích na přilbách hasičů, zejména u elektronického požáru. Metoda prokázala schopnost rozlišit množství izomerů daných halogenových vzorců navzdory omezenému počtu komerčně dostupných standardů. Semi-kvantifikace byla prováděna součtem ploch izotopově značených a nen značených izomerů.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a selektivita při monitoringu neznámých PXDD/F kongenerů.
• Možnost komplexního sledování expozice zásahových složek toxickým látkám.
• Rozšíření analýzy nad rámec stávajících regulovaných PCDD/F sloučenin.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj kvantitativně validovaných standardů pro každý kongener.
• Integrace vysokorozlišovací MS pro přesnější identifikaci izomerů.
• Rozšíření aplikace na reálná pole měření v různých typech požárů.
• Potenciální zařazení PXDD/F do regulačních programů.

Závěr

Metoda APGC-MS/MS na Xevo TQ-S úspěšně odhalila komplexní směs polyhalogenovaných dioxinů a furanů v simulovaném požárním odpadu a prokázala důležitost rozšíření monitoringu těchto neřízených toxických kongenerů pro objektivní hodnocení expozice a rizik u první linie zasahujících složek.

Reference

1. Zeig-Owens R. et al. Lancet 2011, 378:898–905.
2. LeMasters G.K. et al. J Occup Environ Med. 2006, 48:1189–1202.
3. Eljarrat E., Feo M.L., Barcelo D. Handbook of Environmental Chemistry: Brominated Flame Retardants, 2011, s.187–202.
4. Weber R., Kuch B. Environ Int. 2003, 29:699–710.
5. Ontario Ministry of Environment Method DFPCB-E3418, 2010.