Analysis of Haloacetic Acids, Bromate, and Dalapon in Natural Waters by Ion Chromatography Tandem Mass Spectrometry

Význam tématu

Voda užívaná pro pitné účely se běžně ošetřuje desinfekcí, při které však vznikají nežádoucí vedlejší produkty jako halooctové kyseliny (HAAs), bromat a dalapon. Některé z těchto látek jsou prokazatelně toxické či podezřelé z karcinogenity a podléhají přísným regulačním limitům. Spolehlivá, citlivá a rychlá analýza těchto kontaminantů je klíčová pro zajištění kvality vody a ochranu veřejného zdraví.

Cíle a přehled studie / článku

Studie popisuje vývoj a validaci přímé metody iontové chromatografie v tandemové hmotnostní spektrometrii (IC-MS/MS) pro simultánní stanovení 13 halooctových kyselin, bromatu a herbicidu dalaponu. Metoda byla navržena tak, aby zkrátila dobu analýzy pod polovinu oproti existujícímu postupu USEPA 557, rozšířila sledovaný repertoár o čtyři toxičtější jodované HAAs a dosáhla ultranízkých mezí stanovitelnosti.

Použitá metodika a instrumentace

Analyzované vzorky vody se po odběru stabilizují chloraminy a injektují nepřipravené do systému.
Eluent tvoří směs vodního roztoku s 7 mM Na2CO3 a 50 mM KOH v acetonitrilovém modifikátoru. Separace probíhá na koloně Metrosep A Supp 7 (250 × 4 mm) lineárním gradientem, čímž se minimalizuje poškození kolonového materiálu a zkracuje doba analýzy na 27 minut.
Detekce je realizována na Agilent 6490 Triple Quadrupole LC/MS se zdrojem JetStream ESI v negativním režimu. Kvantifikace probíhá pomocí režimu vícečetného sledování reakcí (MRM) a isotopických interních standardů tam, kde byly dostupné.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla statistických MRL v rozmezí 0,03–1,3 µg/L pro všechny anality. Linearita kalibračních křivek (0,5–50 µg/L) byla vysoká, R2 > 0,995. Recoveries v maticích pitné a povrchové vody se pohybovaly mezi 77,5 % a 124,6 % s průměrným RSD < 8 %. Analýza reálných vzorků odhalila přítomnost až sedmi HAA v upravené pitné vodě a vysoké hladiny až dvanácti HAA ve vzorku chloraminované vody, přičemž žádný vzorek nepřekročil hranici USEPA MCL 60 µg/L. Bromat a dalapon nebyly v testovaných vzorcích detekovány.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metoda eliminovala nutnost derivatizace i extrakce vzorku, čímž zkrátila přípravu a snížila možnost analytických chyb. Lineární gradient prodlužuje životnost kolony, zvýšil se pracovní průtok dat i produktivita laboratoře. Vysoká selektivita a citlivost MS/MS umožňuje spolehlivou kontrolu kvality upravené a povrchové vody pro průmyslovou i veřejnou správu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Příští vývoj může zahrnovat rozšíření na další skupiny disinfekčních vedlejších produktů, automatizované vzorkování v terénu, miniaturizaci instrumentace a integraci dat do online monitorovacích systémů. Zájem vzbuzuje také sledování nových halogenovaných kontaminantů a rychlá screeningová opatření pro krizové situace.

Závěr

Přímá IC-MS/MS metoda pro stanovení HAAs, bromatu a dalaponu přináší významné zrychlení analýzy, zjednodušení přípravy vzorků a vysokou spolehlivost výsledků. Splňuje požadavky regulatorních norem a je vhodná pro rutinní monitorování kvality vod.

Použitá instrumentace

• Iontový chromatograf Metrohm 850 Professional IC AnCat–MSM-HC–MCS
• Kolona Metrosep A Supp 7 (250 × 4 mm) s potlačovačem
• Agilent 6490 Triple Quadrupole LC/MS se zdrojem JetStream ESI a iFunnel Technology
• Software MagIC Net Professional Ver 3.1 a Agilent MassHunter Software V.B.06.01

Reference

1. USEPA 2000 25 Years of the Safe Drinking Water Act History and Trends
2. S. W. Krasner et al. Environ Sci Technol 40(23) 7175-7185 2006
3. IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans 2006
4. S. D. Richardson et al. Mutation Research-Reviews in Mutation Research 636 178-242 2007
5. X. Wei et al. Environ Sci Technol 42(22) 8330-8338 2008
6. USEPA Method 557 2009
7. J. A. Glaser et al. Environ Sci Technol 15(12) 1426-1435 1981