Analysis of PFAS and Other Environmental Contaminants in Soil and Oat Plants Using High Resolution GC/MS

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) představují perzistentní organické znečišťující látky, které se hromadí v půdě a mohou kontaminovat podzemní vody, ovzduší i potraviny. Efektivní metody detekce PFAS a dalších vysoce perzistentních kontaminantů v půdě a rostlinách jsou klíčové pro environmentální monitoring a řízení rizik spojených se znečištěním.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a zhodnotit různé přístupy pro extrakci a analýzu PFAS a dalších perzistentních kontaminantů v půdě a rostlinách (oves), a to za použití vysokorozlišovací GC/Q-TOF. Práce porovnává extrakční techniky (HS-SPME vs. DCM extrakce) a datové workflow (suspektní screening i nontarget analýza).

Použitá metodika

Vzorky půdy a rostlin byly odebrány ze dvou polí v Kalifornii (F1 a F2) s historií aplikace biosolids a z certifikovaného organického pole před a po aplikaci kompostu a vápna. Půda a rostliny byly extrahovány dvousměrně:

• DCM extrakce pro kapalné injekce
• HS-SPME s vlákny DVB/CWR/PDMS, DVB/PDMS, PDMS, CWR/PDMS

Chromatografická separace probíhala na GC 8890 s kolonkami DB-5MS a DB-624 UI. Spektrální data byla získávána na Q-TOF 7250 při m/z 50–1200. Pro screening byly využity knihovny PFAS PCDL (>150 EI spekter), Pesticide PCDL, NIST23 a nástroje MassHunter Unknowns Analysis a GC/Q-TOF Screener.

Použitá instrumentace

• GC 8890 s MMI injektorem (4 mm UI, single taper)
• Q-TOF 7250 (helium jako carrier gas)
• Autosampler Agilent PAL 3 CTC
• SPME vlákna: DVB/CWR/PDMS 80 µm, DVB/PDMS 65 µm, PDMS 100 µm, CWR/PDMS 95 µm
• Kolony: DB-5MS UI 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm; DB-624 UI 30 m × 0,25 mm × 1,4 µm

Hlavní výsledky a diskuse

SPME vlákna DVB/PDMS a DVB/CWR/PDMS vykázala největší počet extrahovaných komponent. HS-SPME přinesla vyšší citlivost na těkavé PFAS; suspektní screening odhalil ethyl perfluorobutyl ether, 6:1 a 6:2 fluorotelomeralkoholy a N-methylperfluorooktansulfonamid s odhadovanými úrovněmi v řádu pg. Nontarget analýza identifikovala PCBs, PBDEs, PAHs (např. fenanthren, fluoranthen), pesticidy a retardéry hoření. BDE-47 byl detekován i v rostlinných extraktech.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a selektivita pro PFAS i široké spektrum perzistentních kontaminantů
• Možnost komplexního environmentálního screeningu půd a potravinových plodin
• Rychlé nasazení v QA/QC laboratořích a výzkumných projektech

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšiřování accurate mass knihoven a optimalizace nontarget workflow
• Vývoj nových SPME vláken pro širší rozsah chemických tříd
• Integrované modelování transportu kontaminantů v rámci materiálových bilancí

Závěr

Kombinace HS-SPME s GC/Q-TOF a suspektním i nontarget screeningem poskytuje robustní a citlivou platformu pro analýzu PFAS a dalších perzistentních znečišťujících látek v půdě i rostlinách. Tento přístup podporuje efektivní environmentální monitoring a vyhodnocení rizik kontaminace.

Reference

• S. Nieto et al., Poster ASMS 2024, číslo TP 073, Agilent Technologies & University of California, Davis, 2024