Analysis of PFOA, PFHxS, and PFOS in Tap Water Using Triple Quadrupole LC/MS/MS

Význam tématu

Perfluorované sloučeniny PFOA, PFHxS a PFOS patří k perzistentním organofluorovým kontaminantům s potenciálními zdravotními riziky. Sledují se ve vodě pitné i povrchové, kde jejich nízká koncentrace a chemická stabilita vyžadují vysoce citlivé analytické metody.

Cíle a přehled studie

Studie se zabývá kvantifikací PFOA, PFHxS a PFOS v pitné vodě pomocí Triple kvadrupólového LC/MS/MS (LCMS-8050). Cílem bylo prokázat možnost detekce na úrovni 5 ng/L, tedy méně než 1/10 cílové hodnoty dle vodohospodářských regulací, a ověřit přesnost metody v reálných vzorcích kohoutkové vody.

Použitá metodika

Úprava vzorku:

• Do 500 mL vzorku kohoutkové vody byl přidán 13C označený interní standard (5 ng/L).
• Aniontová SPE kolona InertSep mini MA-2 (280 mg) s kondicionací: 0,1 % NH3 v MeOH, MeOH, H2O.
• Eluce 0,1 % NH3 v MeOH (backflush), koncentrování N2 a doplnění na 0,5 mL MeOH (1000× koncentrace).

Analytické podmínky:

• LC: Shim-pack GIST C18-AQ HP (150×2,1 mm, 3 μm), mobilní fáze A: 10 mmol/L octan amonný ve vodě, B: acetonitril, gradient 25→100→25 % B, průtok 0,2 mL/min, 40 °C, injekce 5 μL.
• MS (ESI negative): ionizační napětí –1 kV, plyn nebulizace 3 L/min, sušení 5 L/min, ohřev 15 L/min, DL 200 °C, heat block 300 °C, interface 300 °C, MRM přechody specifické pro každou složku.

Použitá instrumentace

• LCMS-8050 High Performance Liquid Chromatograph Mass Spectrometer (Shimadzu)
• Nexera X3 HPLC systém (Shimadzu)
• Shim-pack GIST C18-AQ HP, InertSep mini MA-2 SPE kolona (GL Sciences)

Hlavní výsledky a diskuse

MRM chromato­gramy standardů (5 ng/L) prokázaly dostatečnou detekovatelnost všech tří sloučenin při 1000× koncentraci.
Kalibrační závislosti v rozsahu 0,5–20 μg/L vykazovaly výbornou linearitu (r2 > 0,999).
Spike-and-recovery test v kohoutkové vodě ukázal spádkové zisky 95 % (PFOA), 111 % (PFHxS) a 106 % (PFOS) s opakovatelností RSD 3,7 %, 2,6 % a 7,8 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje kvantifikaci perfluorovaných kyselin pod regulačními limity pitné vody s vysokou přesností a reprodukovatelností. Díky nízkému detekčnímu limitu je vhodná pro monitoring vodárenských zdrojů i environmentální kontroly.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj se zaměří na zkrácení přípravných kroků a automatizaci SPE, rozšíření sledovaných perfluorovaných sloučenin a integraci metodiky do rutinního monitoringu. Kombinace s HRMS technikami může nabídnout současnou identifikaci nových perfluorovaných kontaminantů.

Závěr

Implementace LCMS-8050 s koncentrací vzorku 1000× přináší citlivou a spolehlivou analýzu PFOA, PFHxS a PFOS v pitné vodě na úrovni 5 ng/L. Uvedená metoda splňuje požadavky vodohospodářských předpisů a nabízí robustní nástroj pro environmentální a průmyslovou analytiku.

Reference

1. Enactment of the Ministerial Ordinance on Water Quality Standards, Partial Amendment to the Enforcement Regulations of the Water Supply Act, etc., and Notes on Water Quality Management (October 10, 2003, No. 1010001, Water Supply Division, Health Bureau; Last Amendment March 30, 2020, No. 0330-1, Water Supply Division, Pharmaceutical Safety and Environmental Health Bureau), Attachment 4: Inspection Methods for Complementary Items to Set the Targets for Water Quality Management.