The Measure of Purity - Water quality applications

Význam tématu

Čistá pitná voda je nepostradatelnou složkou životního prostředí i lidského zdraví. S rostoucím tlakem na limitované zdroje a zvyšující se chemickou zátěží se neustálá kontrola kvality vody stává klíčovou nutností. Regulace pro pitnou i odpadní vodu vyžadují nízké limity detekce a schopnost analyzovat široké spektrum organických i anorganických látek.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem přehledu je ukázat komplexní portfólio analytických nástrojů a metod, které společnost Agilent nabízí pro monitorování kvality vody. Představeny jsou technologie pro určování těkavých organických látek (VOCs), polotěkavých sloučenin, pesticidů, farmaceutik, PFAS, mikroplastů a stopových prvků.

Použitá metodika a instrumentace

Organické kontaminanty:

• GC/MS: Agilent 8890/5977B/5977A s hlavicovou extrací (headspace) a SIM/SCAN režimy pro VOCs (ppt limity).
• Purge&Trap: P&T autosamplery Teledyne Tekmar Lumin, AQUATek LVA, Atomx XYZ v kombinaci s GC/MS elektronovou ionizací pro EPA 524.2 (ppt úrovně).
• GC/MS/MS: Agilent 7000D triple quad pro PAHs a PBDEs v odpadních vodách za 20 minut (ppt až ppq limity) s MMI inlet.
• LC/MS/MS: Agilent 6400/6500/6470/6490 triple quad s on-line SPE (1290 Flexible Cube) pro pesticidy, herbicidy a PPCPs v pitné vodě (ng/L limity).
• LC/GC-Q-TOF: Agilent 7250 GC/Q-TOF, 6500 LC/Q-TOF pro strukturální identifikaci známých i neznámých kontaminantů s sub-ppm přesností.

Anorganické prvky:

• AAS: Agilent 280Z Zeeman grafitová pec a VGA 77 pro Hg (EPA 245.1) s limitem 0,05 µg/L.
• MP-AES: Agilent 4210 pro multielementární analýzu s plasmatem na vzduch.
• ICP-OES: Agilent 5110 SVDV pro rychlé, robustní stanovení stopových kovů v referenčních vodách (EPA 200.7).
• ICP-MS: Agilent 7800/7900 s ISIS 3 a spFAST pro stanovení 30+ prvků v NIST SRM 1643f podle EPA 200.8 (ppt až ppb limity) v čase <60 s.

Sample preparation a spotřební materiál:

• SPE: Bond Elut SAX, polymerní a křemíková sorbentová rodina pro rychlé extrakce a nízkou interferenci matric.
• Inertní GC vložky, kolony DB-35ms UI, DB-XLB, DB-624 UI, Ultra Inert weldments a ferrule pro minimalizaci ztrát aktivních sloučenin.
• Poroshell 120 UHPLC kolony (C18, HILIC, chiralita) pro 2–18 fází s vysokou rychlostí a rozlišovací schopností.
• Agilent Reference Materials: 5 000+ certifikovaných standardů včetně EPA 500/600/800 sérií, multielementů a organických směsí.

Hlavní výsledky a diskuse

Při aplikaci headspace-GC/MS SIM bylo dosaženo detekčních limitů VOCs <0,1 ppb. P&T GC/MS systémy splnily EPA 524.2 s analýzou 71 sloučenin za 15 min s ppt až ppq limity. Triple quad GC/MS/MS umožnil multiresiduální stanovení 14 PAHs a PBDEs bez čištění vzorku, LOD <0,5 ppt. Na LC/MS/MS byly v pitné vodě kvantifikovány desítky pesticidů (LOD 0,5–2 ng/L) a farmaceutik (ppt úrovně) s přesností RSD <10 %. Q-TOF systémy identifikovaly neznámé kontaminanty (např. metoprolol) s vysokou přesností m/z. ICP-OES a ICP-MS metody prokázaly shodu s certifikovanými referenčními vzorky (recovery 90–110 %).

Přínosy a praktické využití metody

• Široké spektrum detekovaných chemických tříd (organické, anorganické, PFAS, mikroplasty).
• Vysoká průchodnost laboratoří díky automatizaci (headspace, P&T, on-line SPE, ISIS).
• Minimální zásah operátora, robustnost a dlouhá životnost komponentů.
• Flexibilita v adaptaci metod podle požadavků EPA a EU direktiv.
• Možnost integračního sledování dat v MassHunter a CrossLab pro správu zdrojů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření monitoringu nových a vzácně sledovaných kontaminantů (PFAS, nanomateriály, mikroplasty).
• Vývoj miniaturizovaných a polních přístrojů pro rychlé screeningové analýzy.
• Pokročilé datové analýzy v oblasti nelineárních a nestrukturovaných vzorků pomocí AI a strojového učení.
• Integrace multi-omic analýz pro komplexní posouzení vlivu kontaminantů na ekosystémy a lidské zdraví.

Závěr

Komplexní přístup k analýze kvality vody vyžaduje kombinaci citlivých a robustních technik GC/MS, LC/MS, ICP-OES/MS a AAS, doplněných o účinnou přípravu vzorků a specializované kolony. Agilent řešení poskytují vysokou produktivitu a spolehlivost, splňují přísné regulační standardy a dovolují flexibilně reagovat na nové analytické výzvy.

Reference

• Environmental VOCs Using an Agilent Headspace Sampler with 7890B GC/5977A GC/MSD (5991-2108EN)
• Optimized Volatile Organic Compound Analysis Using Agilent VOC Application Solution (5991-0896EN)
• Analyzing Wastewaters for PAHs and PBDEs Using the Agilent 7000 Triple Quadrupole GC/MS (5991-0017EN)
• Quantification of Trace-Level Herbicides in Drinking Water by Online Enrichment With the Agilent 1200 Infinity Series Online SPE Solution and Triple Quadrupole MS Detection (5991-1738EN)
• Determination of Acidic Herbicides Using an Agilent 6460 Triple Quadrupole LC/MS Equipped with Agilent Jet Stream Technology and Direct Aqueous Injection (5990-4864EN)
• Direct Aqueous Analysis of Pharmaceuticals in Water at ppt Levels by LC/MS/MS with Agilent 6490 Triple Quadrupole LC/MS System with Ion Funnel Technology (5990-6431EN)
• Measuring Multiple Elements in Nanoparticles Using spICP-MS (5994-0310EN)
• Nitrate Analysis of Water Using the Quartz Fiber Optic Dip Probe on the Cary UV-Vis (5990-7932EN)
• Determination of Haloacetic Acids in Water by GC/μECD Using Agilent J&W DB-35ms Ultra Inert and DB-XLB Columns (5990-8765EN)
• Lower Your Detection Limits and Quantify Active Analytes with Confidence, Agilent Ultra Inert Solutions (5990-8532EN)
• Sub μg/L Level Analysis of Chlorinated Pesticides and Herbicides in Water by GC/μECD Using Agilent J&W DB-35ms Ultra Inert and DB-XLB Columns (5990-9735EN)
• Fast Analysis of Environmental Phenols with Agilent Poroshell 120 EC-C18 Columns (5990-6156EN)