Analysis of 9 Haloacetic Acids in Tap Water Using the LCMS-8040 Triple Quadrupole Mass Spectrometer

Význam tématu

Halooctové kyseliny (HAA) vznikají jako nežádoucí vedlejší produkty chlorace pitné vody. Mezi nejčastěji sledované patří monochloroctová (MCAA), dichloroctová (DCAA) a trichloroctová kyselina (TCAA), které podléhají přísným limitům kvality vody. Spolehlivá a citlivá analýza těchto disinfection by-products je klíčová pro ochranu veřejného zdraví a dodržení legislativních norem.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo vyvinout a ověřit metodu pro simultánní kvantifikaci devíti halooctových kyselin v pitné vodě pomocí LC/MS/MS bez nutnosti extrakce a derivatizace. Metoda navazuje na japonskou vyhlášku MHLW Notification No. 66/2012, která stanovuje LC/MS jako alternativu k tradiční GC/MS analýze.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhala na kapalinovém chromatografu spojeném s triple kvadrupólovým hmotovým spektrometrem Shimadzu LCMS-8040 v ESI negative módu. Odstřik vzorku (50 µl) pramenil do kolony CAPCELL PAK MGⅢ (150 × 4.6 mm, 3 µm), s gradientem formiové kyseliny ve vodě (0,2 %) a metanolu (5→100 % B v průběhu 38 min). Průtok činil 0,2 ml/min při teplotě 30 °C. Hmotový spektrometr využíval MRM přechody pro všech devět sloučenin.

Hlavní výsledky a diskuse

• Kalibrační křivky vykázaly v rozsahu 0,001–0,2 mg/l výbornou linearitu (R ≥ 0,995).
• Opakovatelnost plošných signálů při 0,001 mg/l byla pod 5 % RSD.
• Přímou analýzou nezpracované kohortu pitné vody po přídavku 0,001 mg/l byly dosaženy recoverie 92–110 % bez výrazných interferencí.
• Původní metoda GC/MS vyžadovala extrakci a derivatizaci diazomethanem, nová LC/MS/MS metoda tyto kroky eliminuje a zvyšuje efektivitu laboratoře.

Přínosy a praktické využití metody

• Zrychlení a zjednodušení rutinního monitoringu halooctových kyselin.
• Eliminace nebezpečné derivatizace diazomethanem.
• Vyhovění legislativním požadavkům při spolehlivé detekci nízkých koncentrací (µg/l).
• Uplatnění v provozních laboratořích vodárenských společností i v nezávislém testování kvality pitné vody.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj vysokoúčinných metod s vyšší propustností vzorků, využití sítí kapilárních kolón a miniaturizace instrumentace. Rozšíření aplikace na další skupiny produktů dezinfekce (halogenované fenoly, haloaldehydy) a nasazení vysokorozlišovací hmotové spektrometrie pro identifikaci neznámých by-products jsou perspektivními směry.

Závěr

Navržená LC/MS/MS metoda pro kvantifikaci devíti halooctových kyselin umožňuje citlivou, přesnou a rychlou analýzu pitné vody bez nutnosti složité přípravy vzorku. Splňuje limity kvality vody a zvyšuje efektivitu laboratoře díky přímé injekci a vysoké reproducibilitě.

Reference

1. Maiko Tahara, Naoki Sugimoto, Reiji Kubota, Tetsuji Nishimura: Establishment of Direct Quantitation Method of Haloacetic Acids in Tap Water Using Liquid Chromatograph/Mass Spectrometer, Journal of the Japan Water Works Association, 907, 18-22 (2010).
2. Maiko Tahara, Reiji Kubota, Norihiro Kobayashi, Taku Tsukamoto, Naoki Sugimoto, Tetsuji Nishimura: Verification of Quantitative Accuracy of the LC/MS/MS and LC/MS Analysis of Haloacetic Acids in Tap Water in the Presence of Anions, Journal of the Japan Water Works Association, 931, 20-27 (2012).