AGILENT WATER ANALYSIS SOLUTIONS - Application Notebook

Význam tématu

Ochrana kvality vody, ovzduší a půdy vyžaduje citlivé, rychlé a spolehlivé metody detekce nežádoucích organických i anorganických látek v životním prostředí. Metody pro stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH), polybromovaných difenyletherů (PBDE), organofosfátových pesticidů a stopových prvků musí splňovat přísné regulační požadavky, jako jsou směrnice EPA 200.7 či EU Priority Substances Directive, a zároveň zajistit vysokou propustnost laboratoře a nízké náklady na analýzu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem předložených studií bylo vyvinout a validovat čtyři analytické postupy pro různé třídy kontaminantů ve vodách:

• Rychlé stanovení 24 PAH v pitné vodě pomocí automatizované SPE a HPLC s FLD/DAD detektory.
• Detekce 11 vybraných organických pesticidů a heterocyklických aromátů podle EPA Method 538 přímou injekcí do UHPLC–MS/MS.
• Současné stanovení 8 PAH a 6 PBDE v odpadních vodách po jednoduché extrakci pomocí GC–MS/MS.
• Ultra rychlé stanovení 32 stopových prvků v pitné a odpadní vodě podle EPA 200.7 na ICP-OES s inovativním vzorkovacím systémem SVS 2.

Methodika a instrumentace

• PAH v pitné vodě: Automatizovaná SPE (Bond Elut Plexa, 800 mL vzorek), koncentrování na 10 mL, HPLC Agilent Pursuit PAH 3 μm (100×4,6 mm), gradient H₂O–ACN, FLD (12–15 V časové programování) + DAD (254 nm) pro 24 látek.
• EPA 538: Pitná voda injektována do UHPLC Agilent 1290 Infinity s kolonkou ZORBAX Eclipse Plus C18 (2,1×50 mm, 1,8 μm), mobilní fáze ACN/0,1 % kys. octová, MS/MS Agilent 6460 TQ s Jet Stream technologií, 11 analytů + 5 deuterovaných standardů.
• PAH a PBDE v odpadních vodách: Likvidní extrakce 100 mL vzorku do hexanu (overnight bottle roller), GC Agilent 7890A s multimode inletem (solvent vent), kolona HP-5 (30×0,25 mm, 0,25 μm), GC/MS/MS Agilent 7000B ve MRM režimu, 14 analytů s izotopovými standardy.
• Stopové prvky (EPA 200.7): ICP-OES Agilent 720 Series axiální pohled, SeaSpray nebulizér, skleněná cyklonní komora, vzorkovací systém SVS 2 (rychlá napouštěcí smyčka, konstantní průtok, odbourání stabilizační prodlevy), analýza 32 prvků.

Hlavní výsledky a diskuse

• PAH v pitné vodě: Separace 24 sloučenin za 28 min při LOQ 0,01–2,5 ng/L, lineárnost R²>0,99, přesnost 45–95 % recovery.
• EPA 538 UHPLC–MS/MS: Analýza za 10 min, LOD 1–500 ng/L, R²≥0,9999, přidány druhé MRM transice pro potvrzení, měření reálných vzorků ukázalo spolehlivou detekci DIMP před úpravou vody.
• PAH/PBDE GC–MS/MS: Rozlišení 14 analytů za 20 min, reportovatelné limity <3 ng/L, AQC limity splněny, kalibrační křivky R²>0,999; jednoduchá extrakce bez víceúrovňového čištění.
• ICP-OES EPA 200.7: Doba analýzy tube-to-tube 68 s (bez stabilizace), oproti ~210 s bez SVS 2, MDL 0,1–15 ppb, stabilita ±2 % po 6 h, QC recovery 95–105 %, meziprocedurální přesnost RSD<2 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zrychlení analýz díky ultrarychlému gradientu, přímé injekci a pokročilým vzorkovacím systémům.
• Snížení spotřeby organických rozpouštědel a nákladů na provoz (méně SPE sorbentů, menší objemy elučních rozpouštědel).
• Zvýšení spolehlivosti a jistoty správné identifikace prostřednictvím vícero detekčních kanálů (MRM, FLD+DAD).
• Univerzální přístup pro různé třídy kontaminantů s vynikajícím vzorek–do–výsledek časem.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšíření přímých injekčních LC–MS metod na širší spektrum polárních i nepolárních znečišťujících látek.
• Integrace pokročilých vzorkovacích automatů s on-line SPE pro vysokoprothroughput monitoring.
• Vývoj cílených MRM metod pro emergentní organické polutanty a farmaceutika ve vodách.
• Nasazení vysokoefektivních ICP-OES a ICP–MS systémů s minimálními prodlevami pro okamžitý screening vody v reálném čase.

Závěr

Kombinace moderních analytických technik a inovativních vzorkovacích systémů významně zvyšuje rychlost, citlivost a spolehlivost stanovení organických a anorganických kontaminantů ve vodách. Všechny popsané metody splňují příslušné regulační požadavky a současně umožňují snížit náklady a ekologickou stopu laboratoře.

Použitá instrumentace

• Agilent 1260 Infinity SPE Workstation, Bond Elut Plexa SPE.
• Agilent 1290 Infinity UHPLC + 6460 Triple Quadrupole LC/MS s Jet Stream.
• Agilent 7890A GC s Multimode Inlet + 7000B Triple Quadrupole GC/MS.
• Agilent 720 Series ICP-OES axiální pohled + SVS 2 vzorkovací systém.

Reference

• D. Díaz Ramos et al., Rapid HPLC/FLD–DAD method for 24 PAHs in drinking water, Agilent Application Note, 2012.
• J. A. Shoemaker, EPA Method 538 Revision 1: LC/MS/MS direct injection of organic contaminants, EPA/600/R-09/149, 2009.
• M. Pinchin, S. Verik, K. Brady, Analysis of PAHs and PBDEs in wastewater by GC–MS/MS, Agilent Application Note, 2012.
• D. Hoobin, Ultra-fast ICP-OES trace element analysis with SVS 2, Agilent Application Note, 2012.