The Use of Accurate Mass Peak Filters to Detect and Identify New Disinfection Byproducts in Swimming Pools and Spas

Význam tématu

Detekce nových vedlejších produktů desinfekce (DBPs) ve vodách bazénů a vířivek je klíčová pro posouzení rizik spojených s expozicí uživatelů. Využití vysokého rozlišení hmotnostní spektrometrie v kombinaci s dvoudimenzionální plynovou chromatografií (GC×GC-HR-ToF MS) umožňuje odhalit stovky až tisíce stopových sloučenin, které tradiční 1D chromatografie přehlíží.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na implementaci filtrů pro přesnou hmotnost k rozpoznání halogenovaných DBPs v modelových vzorcích bazénové a spa vody ošetřené bromem či chlorem. Autoři ukazují postup od akvizice dat přes dekonvoluci až po klasifikaci sloučenin podle halogenového složení.

Použitá metodika a instrumentace

Platforma spojuje dvoudimenzionální GC (primární kolona Rtx-200, sekundární Rxi-5ms) s vysokým rozlišením ToF hmotnostního analyzátoru značky ChromTOF-HRT. Podmínky:

• Vstřik 1 µL splitless při 250 °C
• Program pece 35 °C→300 °C (60 min)
• Modulátor s periódou 3 s
• Rozlišení RP 25 000 až 50 000 FWHM, rychlost akvizice až 200 spekter/s
• Kalibrace pomocí perfluorotributylaminu, výsledná přesnost 0,47 ppm RMS

Data byla dekonvoluována pomocí HRD®, automaticky vyhledáno přes 10 000 chromatografických píků.

Hlavní výsledky a diskuse

Použití filtrů definovaných pro Brx, Cly a kombinace BrxCly umožnilo vybrat z komplexního TIC téměř 500 píků obsahujících Br2. Pouze 3 % píků mělo knihovní podobnost nad 850 a přesnost ±2 ppm, což svědčí o velkém množství neznámých DBPs. Klasifikační tabulky ukázaly:

• V surové vodě převažovaly nekontrolované sloučeniny (>99 % neklasifikováno)
• V chlorované pitné vodě dominovaly chlorované DBPs (Cl2 až Cl4)
• Ve vodě bazénů a spa se významně zvýšil podíl bromovaných sloučenin (Br, Br2, Br3Cl apod.) – až kolem 40 % pro monobromované sloučeniny

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Cílenou selekci halogenovaných DBPs na základě přesné hmotnosti a izotopového vzorce
• Automatickou dekonvoluci a klasifikaci stovek sloučenin
• Monitorování změn ve složení DBPs od surové vody přes pitnou až po bazénovou a spa vodu

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj by mohl zahrnovat:

• Rozšíření filtrů na jiné třídy sloučenin (např. nitrosované či organosírové DBPs)
• Integraci s online databázemi pro rychlou potvrzovací identifikaci
• Automatizaci celého workflow v reálném čase pro kontinuální monitorování kvality vody

Závěr

Vysoké rozlišení GC×GC-HR-ToF a přesné hmotnostní filtry představují silný nástroj pro objevování nových DBPs ve vodách bazénů a spa. Workflow kombinuje rychlou akvizici, automatickou dekonvoluci a cílenou klasifikaci, což otevírá cestu k lepší kontrole bezpečnosti rekreačních vod.

Reference

1. Daiber EJ et al. Progressive Increase in Disinfection Byproducts and Mutagenicity from Source to Tap to Swimming Pool and Spa Water: Impact of Human Inputs. Environ Sci Technol. 2016.