Determination of Acidic Herbicides in Water Using Liquid Chromatography-Tandem Quadrupole Mass Spectrometry

Význam tématu

Pravidelné sledování obsahu kyselých herbicidů ve vodách zajišťuje ochranu lidského zdraví i ekosystémů. Tyto pesticidy, odvozené od kyselin benzoové, octové, propionové či pikolinové, se díky intenzivnímu používání snadno dostávají do povrchových i podzemních vod. EU i WHO ukládají přísné limity (např. 0,1 µg/L na jednotlivé rezidua), které vyžadují citlivé a spolehlivé analytické postupy.

Cíle a přehled studie

Studie představuje rychlou a selektivní metodu pro stanovení 20 kyselých herbicidů v pitných a povrchových vodách. Klíčovým cílem bylo dosáhnout nízké meze detekce a kvantifikace pod evropskými limity bez časově náročné extrakce, pouze s minimální přípravou vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky vody (10 mL) byly přečištěny PVDF filtrací (0,2 µm), odebrány 1,5 mL, okyseleny formiátem a přímo injektovány objemově 250 µL.

• LC systém: Waters ACQUITY UPLC I-Class s FTN čítačem vzorků a rozšířeným objemem smyčky
• Kolonna: ACQUITY UPLC HSS T3, 1,8 µm, 2,1×150 mm
• Mobilní fáze A: voda s 0,02 % kyselinou mravenčí; B: methanol; gradient 15 min, průtok 0,4 mL/min
• MS detektor: Xevo TQ-XS s elektrosprayionizací ESI+/–
• Software: MassLynx 4.2, TargetLynx XS, IntelliStart pro optimalizaci MRM přechodů

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala lineární odezvu v rozsahu 0,01–1,0 µg/L (r2 > 0,99), pro některé sloučeniny byla použita kvadratická křivka. Měření spiknutých vzorků (0,02 a 0,1 µg/L) vykázala přesnost 88–120 % a opakovatelnost RSD ≤ 20 %. U křehčích látek (dicamba, MCPB, triclopyr, 2,4-DB) byla využita měkká ionizace pro snížení fragmentace a zvýšení citlivosti. Limity kvantifikace umožňují detekci až na úrovni mimo evropské požadavky. Ionizační poměry a retenční časy splňovaly předepsané tolerance.

Přínosy a praktické využití metody

Výhody nového přístupu:

• Minimální příprava vzorku bez extrakce
• Vyšší citlivost díky velkoobjemové injekci a optimalizované ionizaci
• Rychlý režim měření – 15min prozázkum
• Vysoká selektivita díky MRM přechodům

Umožňuje rutinní monitoring jak pitné, tak povrchové vody pro akreditovanou kontrolu QA/QC i výzkumné studie.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj směřuje k úplné automatizaci přípravy včetně on-line filtrací či SPE modulu, rozšíření spektra analyzovaných pesticidů a aplikaci high-resolution MS pro netargetovanou analýzu. Kombinace s chemometrickou analýzou výsledků umožní lepší modelování šíření kontaminantů.

Závěr

Popsaná metoda pro stanovení kyselých herbicidů v pitných a povrchových vodách nabízí vysokou citlivost, selektivitu a robustnost bez složité extrakce. Splňuje mezinárodní limity a je vhodná pro rutinní analytiku i monitorovací programy.

Reference

1. WHO, Guidelines for Drinking-Water Quality (2017)
2. Směrnice EU 98/83/EC o jakosti vody určené k lidské spotřebě
3. Carbonell et al., Water Framework Directive 2000/60/EC (2014)
4. US EPA, Safe Drinking Water Act (1974)
5. US EPA, Clean Water Act (1972)