Detection and Identification of Gulf Oil Dispersants (COREXIT® 9527 and 9500) by GC/MS and LC/MS/MS

Význam tématu

Nejrozsáhlejší ropný únik v historii USA v Zálivu Mexického zálivu vyžaduje spolehlivé sledování použitých disperzantů COREXIT® 9500 a 9527. Přítomnost těchto látek v prostředí může mít dlouhodobé dopady na zdraví živočichů, ekosystémy i člověka. Efektivní analytické postupy jsou klíčové pro kvantifikaci reziduí disperzantů v mořské vodě a pro posouzení jejich ekologického rizika.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo vyvinout a optimalizovat metody GC/MS a LC/MS/MS pro detekci charakteristických markerů disperzantů COREXIT® 9500 a 9527 v mořské vodě v nízkých až středních koncentracích (ppb–ppm). Studie zahrnovala:

• Identifikaci hlavních složek: 2-butoxyethanol (pouze v 9527) a bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate (AOT).
• Vývoj rychlého screeningu pomocí LC/MS/MS na Kinetex® PFP a C8 kolónách.
• Optimalizaci GC/MS analýzy glykolů na Zebron™ ZB-WAXPLUS™ kolónách.
• Návrh postupu SPE cleanup pro odstranění matrice z mořské vody.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu 2-butoxyethanolu a propylenglykolu:

• GC/MS: Agilent 6890/5973, kolóna Zebron ZB-WAXPLUS™, injekce Split 10:1, detekce SIM.
• LC/MS/MS: AB Sciex API 4000, UHPLC Agilent 1200 SL, kolóny Kinetex PFP (50×2,1 mm) nebo C8 (50×2,1 mm).
• SPE cleanup: Strata™-X-A (500 mg/6 mL), úprava pH, eluce 2 % kyseliny mravenčí v methanolu.

Hlavní výsledky a diskuse

Cleanup pomocí Strata-X-A významně snížil rušivé soli a organické interferenty, zlepšil stabilitu GC/MS systému a umožnil detekci glykolů při ~1 ppm (mg/L) z 1 mL vzorku. Relativní recovery pro 2-butoxyethanol a propylenglykol přesáhly 96 % s RSD <2 %.
Pro aniontový surfaktant AOT vyvinutá LC/MS/MS metoda na Kinetex® C8 dosáhla lineární kalibrace od 10 do 600 ppb, R² >0,998. Použití deuterovaného interního standardu odstranilo iontové potlačení a zlepšilo přesnost.
Simultánní analýza obou markerů byla možná díky přepínání ionizační polarity (ESI+ pro 2-butoxyethanol, ESI– pro AOT) s dostatečnou chromatografickou separací (~1 min).

Přínosy a praktické využití metody

Implementací navržených postupů mohou laboratoře:

• Spolehlivě detekovat a kvantifikovat disperzanty v mořské vodě.
• Minimalizovat údržbu GC/MS díky efektivnímu čištění vzorků.
• Zrychlit analýzu pomocí ultrarychlých UHPLC a vysoce účinných kolón.
• Podpořit monitorovací programy a enviromentální rizikové hodnocení.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky na další typy disperzantů a matrice (sedimenty, biota). Integrované hyphenované techniky (GC×GC/MS, LC–HRMS) umožní paralelní screening širokého spektra neznámých aditiv. Automatizace SPE a mikroextrakční postupy mohou dále zvýšit citlivost a throughput.

Závěr

Studie prokázala, že kombinace LC/MS/MS a GC/MS s adekvátním cleanupem je efektivní pro sledování COREXIT® 9500/9527 v mořské vodě. Vysoce účinné kolóny Kinetex a Zebron spolu s SPE Strata-X-A přinášejí spolehlivost, nízké detekční limity a nižší operační nároky.

Reference

• Flow Rate Technical Group (FRTG), National Incident Command, zpráva o alokaci ropy v Zálivu Mexického zálivu, 2010.
• Nalco Company, oficiální složení disperzantů COREXIT® 9527 a 9500, 2010.
• Cambridge Isotope Laboratories, standardy 13C4-bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinate, dokumentace.