Haloacetic Acid Analysis Using Ion Chromatography (IC) Followed by Triple Quadrupole Mass Spectrometry (MS) Detection

Význam tématu

Analýza haloctových kyselin (HAA) je klíčová pro zajištění bezpečnosti pitné vody, protože tyto látky vznikají chlorováním organické hmoty a dlouhodobá expozice může zvyšovat riziko zdravotních problémů. US EPA stanovila maximální povolenou koncentraci celkových HAA (MCL) na 60 µg/L a vyvinula metody kontroly jejich výskytu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této aplikace bylo ověřit přímou injekční metodu dle EPA 557 pro devět haloctových kyselin (HAA9) s použitím iontové chromatografie (IC) a triple kvadrupólové hmotnostní spektrometrie (TQ LC/MS). Studie demonstruje dosažení nízkých hlásitelných hodnot, lineární kalibrace a uspokojivých spike–recovery výsledků.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda založena na přímé injekci vody do systému bez derivatizace. Vzorek (10 mL) byl okulárně obohacen o 10 ng/mL izotopově značených interních standardů.

• Iontová chromatografie: Metrohm 940 Professional IC Vario TWO/SeS/PP, kolona Metrosep A SUPP 7 (250 × 4 mm), eluenty KOH + 5 % methanol (A) a voda (B), běh 40 min., suppressor automaticky regenerovaný 1 mol/L HNO3 + 5 % methanol.
• Hmotnostní spektrometrie: Agilent 6470B TQ LC/MS v dynamickém režimu MRM, negativní ionizace elektrospráchem, dvě přechodové reakce pro každou HAA.
• Software: MagicNet 3.3 pro IC a MassHunter 10.1 pro kvantifikaci.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrace pokryla rozsah 0,5–40 ng/mL (TBAA 2–40 ng/mL) s vážením 1/x, koeficient determinace R2>0,99 a přesností <±20 % pro všechny body kalibrace. Spike recovery v syntetickém matrixu se pohybovaly 86–104 %, ve skutečné pitné vodě 72–121 %. Metoda dosahuje metody reportovací úrovně 0,5 µg/L pro většinu HAA a 2 µg/L pro TBAA. Rozlišení všech sloučenin bylo v rámci 40 min běhu, blanky byly čisté (<1/3 MRL). Ukázková pitná voda před a po domácí filtraci vykázala pokles celkových HAA9 z 19 µg/L na 2,6 µg/L.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí výrazné zkrácení doby přípravy oproti GC-ECD postupu (EPA 552.2), vyšší selektivitu díky MRM režimu a přesnější kvantifikaci s využitím izotopových interních standardů. Vhodná pro rutinní monitoring pitné vody v laboratořích QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace vyšší automatizace a dálkového ovládání, rozšíření na další disinfenkční vedlejší produkty, nasazení kombinace s vysoce rozlišenými MS systémy a implementace pokročilých algoritmů pro zpracování dat a prediktivní údržbu analytických systémů.

Závěr

Ověřená přímá injekční metoda kombinující IC a TQ LC/MS podle EPA Method 557 poskytuje citlivou, přesnou a rychlou analýzu HAA9 v pitné vodě. Splňuje požadavky pro limity hlášení a kritéria kvality, čímž podporuje efektivní kontrolu kvality vody.

Reference

• US EPA. Drinking Water Requirements for States and Public Water Systems, Stage 1 and Stage 2 Disinfectants and Disinfection Byproducts Rules, 2022.
• US EPA. Method 552.2: Determination of Haloacetic Acids and Dalapon in Drinking Water by Liquid-Liquid Extraction, Derivatization, and GC-ECD, 1995.
• US EPA. Method 557: Determination of Haloacetic Acids, Bromate, and Dalapon in Drinking Water by IC-ESI-MS/MS, 2009.
• Wu S. et al. Analysis of Haloacetic Acids, Bromate, and Dalapon in Natural Waters by IC-MS/MS. Agilent application note 5991-6417EN, 2015.
• Metrohm. Trace Haloacetic Acids, Dalapon, and Bromate in Water per EPA 557 by IC-MS/MS. Application Note M–15, 2019.