Sub μg/L Level Analysis of Chlorinated Pesticide and Herbicide Analysis in Water by GC/μECD using Agilent J&W DB-35ms Ultra Inert and DB-XLB columns

Význam tématu

Analýza stopových koncentrací chlorovaných pesticidů a herbicidů ve vodě je zásadní pro ochranu veřejného zdraví a životního prostředí. Tyto látky se dostávají do povrchových i podzemních vod prostřednictvím splachů a infiltrace a jsou spojovány s negativními účinky, jako jsou poškození jater, zvýšené riziko rakoviny či endokrinní disruptory. Regulace EU a EPA stanovují přísné limity pro pitnou vodu, proto je nutné vyvinout citlivé a spolehlivé metody pro detekci v řádu subµg/L.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie je představit robustní postup pro extrakci a stanovení chlorovaných pesticidů podle metody EPA 508.1 s dosažením koncentrací až 0,01 µg/L. Metoda kombinuje extrakci na Agilent SPEC C18AR LSE discích, automatizované přípravy standardů na Agilent 7696A WorkBench a dvojí chromatografickou analýzu GC/µECD s primární kolonkou J&W DB-35ms Ultra Inert pro separaci a kolonkou DB-XLB pro potvrzení identity analytů.

Použitá metodika a instrumentace

Sample preparation

• Vzorky vody (1 L) jsou zbaveny volného chloru 1 mL roztoku Na₂SO₃ (50 mg/mL) a upraveny na pH ≈ 2 pomocí 6 N HCl.
• Extrahuje se pomocí Agilent SPEC C18AR 47 mm LSE disků při průtoku 75–100 mL/min.
• Disk se suší vzduchem, eluát se sbírá a pročišťuje přes anhydrát Na₂SO₄, poté se koncentruje na 0,8 mL a doplní na 1 mL EtOAc.

Chromatografická analýza

• Agilent 7890A GC s detekcí µECD (prvotní i potvrd.{c}ná větev dělená 1:1 inertním tee).
• Kolonky: J&W DB-35ms Ultra Inert, 30 m × 0,32 mm, 0,25 µm (primární) a DB-XLB, 30 m × 0,32 mm, 0,5 µm (potvrzovací).
• Teplotní program: 80 °C (0,5 min) → 175 °C (26 °C/min) → 235 °C (6,5 °C/min) → 300 °C (15 °C/min, 6 min).
• Carrier: He, 35 cm/s; µECD při 340 °C s N₂ make-upem.

Automatizace přípravy standardů

• Agilent 7696A Sample Prep WorkBench pro sedmibodovou kalibraci 1–100 ng/mL.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila separaci 37 chlorovaných pesticidů a herbicidů do 23 min na DB-35ms UI, potvrzení identity na DB-XLB a výborný tvar píků díky inertnímu kolonu a vložce. Linearity kalibrace vykázala R² ≥ 0,993 pro oba systémy. Citlivost metody umožňuje spolehlivou detekci 0,01 µg/L (10 ng/L), což je desetkrát pod limitem EU/EPA. Extrakce 1 L vzorku trvá přibližně 10 min, přičemž opakovatelná reprodukovatelnost byla vysoká. Test pitné vody neprokázal přítomnost cílových látek v daném rozsahu.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí

• Vysokou citlivost pod požadované MCL.
• Krátký čas přípravy a vysokou průchodnost vzorků.
• Dvojí potvrzení identity analytů.
• Automatizaci minimalizující chyby při přípravě standardů.
• Shodu s požadavky EU a EPA pro monitoring pitné i povrchové vody.

Budoucí trendy a možnosti využití

Systémy lze dále rozvíjet o

• Coupling GC s hmotnostní spektrometrií pro vyšší selektivitu.
• Dálkové systémy on-line monitoringu vodních zdrojů.
• Vylepšení sorpčních materiálů pro širší spektrum kontaminantů.
• Další miniaturizaci a zrychlení extrakčního kroku.

Závěr

Popisovaná metodika spojuje efektivní extrakci pomocí LSE disků, automatizovanou přípravu standardů a dvojí GC/µECD analýzu pro spolehlivou detekci chlorovaných pesticidů v sub-µg/L úrovni. Díky krátkému času přípravy, vynikající linearitě a robustnímu potvrzování identity splňuje požadavky regulací EU i EPA a je vhodná pro rutinní a výzkumné aplikace v oblasti environmentální analytiky.

Reference

1. Vos JG, Dybing E, Greim HA, Ladefoged O, Lambré C, Tarazona JV, Brandt I, Vethaak AD. Health effects of endocrine-disrupting chemicals on wildlife, with special reference to the European situation. Crit. Rev. Toxicol. 2000;30(1):71-133.
2. US EPA. List of Drinking Water Contaminants & MCLs. US Environmental Protection Agency, Washington, DC; 2003.
3. ECC Council Directive 80/778/ECC. Official Journal of the European Communities. No. L229;1980.
4. EEC Drinking Waters Directive 80/778/EEC. Official Journal N229/11;1988.
5. Ken Lynam, Doris Smith. Challenging Pesticide Analysis Using an Agilent J&W DB-35ms Ultra Inert GC Column. Agilent Technologies;2010.
6. Zhao L, Broske AD. Evaluation of the Ultra Inert Liner Deactivation for Active Compounds Analysis by GC. Agilent Technologies;2010.
7. US EPA Method 508.1. Determination of Chlorinated Pesticides, Herbicides, and Organohalides by LSE and GC-ECD. Revision 2.0;1995.
8. Agilent 7696A Sample Prep WorkBench. Agilent Technologies;2011.
9. Veeneman R, Snyder D. Improved Data Quality through Automated Sample Preparation. Agilent Technologies;2010.
10. McCurry JD. Automation of a Complex, Multi-Step Sample Preparation using the Standalone Agilent 7696A WorkBench. Agilent Technologies;2011.