DETERMINATION OF LEGACY AND EMERGING PERFLUOROALKYL SUBSTANCES IN GROUND AND SURFACE WATERS USING LC-MS/MS FOLLOWING ENRICHMENT BY SPE

Význam tématu

PFAS (per- a polyfluoroalkylové látky) patří mezi vysoce perzistentní kontaminanty, které se šíří z industriálních a spotřebitelských aplikací do životního prostředí. Díky svým hydrofobně-lipofobním vlastnostem nacházejí uplatnění v protipožárních pěnách i antikorozních nátěrech, avšak jejich dlouhodobá odolnost způsobuje bioakumulaci a potenciální zdravotní rizika. Monitorování PFAS v povrchových, podzemních i odpadních vodách je nezbytné pro dodržení přísných limitů stanovených evropskými směrnicemi i doporučeními EPA.

Cíle a přehled studie

Studie rozšiřuje normu ISO 25101 o analýzu 40 legacy a nově vznikajících PFAS ve vodách. Primárním cílem bylo vyvinout robustní metodu umožňující sub-ppt detekci pomocí SPE (Oasis WAX) pro předkoncentraci a následné stanovení na LC-MS/MS (Xevo TQ-S micro). Vyhodnocena byla linearita, mez detekce, přesnost, opakovatelnost a aplikace na reálné vzorky povrchových, podzemních a odpadních vod.

Použitá metodika a instrumentace

• Sběr vzorků: 250 mL HDPE lahvičky pro povrchové, podzemní i odpadní vody; odpadní vody dodány Univ. of Massachusetts.
• SPE předkoncentrace: Oasis WAX 6 cc/150 mg, úprava pH <3, kondicionace (amoniak/methanol, methanol, voda), naložení vzorku, proplach (acetátový pufr, methanol), eluace amoniak/methanol, soustředění na 0,5 mL (250× obohacení), dokonalé doplnění do injekční formy.
• LC-MS/MS podmínky:
  – LC systém: ACQUITY UPLC I-Class Plus s PFC kit
  – Kolona: BEH C18 2,1×100 mm, 1,7 µm, 35 °C; mobilní fáze A: 95:5 voda/methanol + 2 mM NH4AC; B: methanol + 2 mM NH4AC; gradient 0–22 min.
  – MS: Xevo TQ-S micro, ESI, kapilární voltáž 0,5 kV, desolvace 350 °C, tok plynu 900 L/h (desolvace), 100 L/h (kónus), zdroj 100 °C; MRM optimalizováno v MassLynx QuanOptimize.

Hlavní výsledky a diskuse

- Limity detekce dosahují sub-ppt úrovní (0,01–2 ng/L) s korelačními koeficienty R2 ≥0,993 pro většinu sloučenin.
- Opakovatelnost (%RSD) u šesti replikovaných primováných vzorků byla <15 %, většinou <10 %.
- Robustnost metody potvrzena 20 opakovanými injekcemi spikovaných povrchových vod s RSD <10 %.
- Obnovení (trueness) normalizované pomocí izotopově značených standardů se pohybuje mezi 75–130 %; vyšší hodnoty pro PFBA a 6:2 FTS připisovány pozadí laboratorní kontaminace.
- Analýza reálných vzorků odhalila široké spektrum PFAS s proměnlivými koncentracemi napříč povrchovkami, podzemními vodami i odpadními vodami.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje citlivé a přesné sledování širokého rozsahu PFAS v různých typech vod, co je nezbytné pro splnění limitů EU a EPA. SPE obohacení zajišťuje dostatečnou koncentraci analytů a minimalizaci matrice před LC-MS/MS, což usnadňuje rutinní monitorování i rozsáhlé environmentální studie.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření spektra detekovaných PFAS včetně nově vznikajících struktur.
• Integrace vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie pro neznámé (non-target) screening.
• Optimalizace miniaturizovaných SPE postupů pro vyšší throughput a nižší objemy vzorků.
• Vývoj in-field testů a pre-screeningových kitů pro rychlé nasazení v terénu.
• Pokročilá datová analýza a chemometrie pro lepší interpretaci environmentálních dat.

Závěr

Popisovaná metoda kombinuje SPE podle ISO 25101 s citlivou LC-MS/MS analýzou na Xevo TQ-S micro, poskytuje sub-ppt limity detekce, vysokou opakovatelnost a robustnost. Je vhodná pro rutinní monitorování PFAS v povrchových, podzemních i odpadních vodách v souladu s regulačními požadavky.

Reference

Waters Application Note 720006471EN (2019)