POSTUPY IZOLACE POLYAROMATICKÝCH UHLOVODÍKŮ A POLYCHLOROVANÝCH BIFENYLŮ PŘI JEJICH STANOVENÍ

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU) a polychlorované bifenyly (PCB) patří mezi perzistentní organické polutanty s vysokou stabilitou v životním prostředí a schopností bioakumulace.
Obě skupiny látek vykazují karcinogenní, mutagenní a další toxické účinky a jsou proto sledovány v nízkých koncentracích v různých matricích (voda, sedimenty, půda, biota).

Cíle a přehled studie / článku

Článek přehledově popisuje postupy izolace PAU a PCB před jejich chromatografickou analýzou.
Hlavním cílem je ukázat různé extrakční a čisticí techniky vhodné pro kapalné i tuhé vzorky a porovnat jejich výhody a nevýhody pro praxi kontrolních laboratoří.

Použité metody izolace a instrumentace

1. Odběr vzorků

• Skleněné vzorkovnice předčištěné organickým rozpouštědlem, uchovávání při 4 °C, co nejrychlejší zpracování.

2. Izolace analytů

• Liquid–liquid extraction (LLE): klasické extrakce dichlormethanem, cyklohexanem či pentanem.
• Cloud point preconcentration (CPP): prekoncentrace neionogenními tenzidy (Triton X-114).
• Solid phase extraction (SPE): kolony C18, modifikované silikagely, extrakční disky PTFE/C18 nebo SDB.
• Solid phase microextraction (SPME): sorpce analytů na potažená vlákna, případně head-space módy.
• Membranová semipermeabilní extrakce (SPMD): difúze analytů do lipidové fáze.
• Accelerated solvent extraction (ASE): extrakce za zvýšené teploty a tlaku.
• Soxhletova extrakce: klasické 3–4 hodinové extrakce hexanem/acetonem.
• Supercritical fluid extraction (SFE): extrakce superkritickým CO₂ s modifikátorem (CHClF₂).
• Microwave-assisted extraction: mikrovlnná extrakce hexan–aceton (1:1).

3. Čištění extraktů

• Adsorpční chromatografie na silikagelu, alumině a florisilu.
• Gelová chromatografie pro oddělení tuků (trioleinu) od analytů.
• Kyselá hydrolýza a reextrakce pro odstranění lipidů.

4. Analytická koncovka (instrumentace)

• HPLC s fluorescenční detekcí pro PAU.
• HPLC s UV nebo amperometrickou detekcí jako alternativa.
• GC-ECD pro vybrané PCB kongenery.
• GC-MS pro potvrzení a kvantifikaci PAU i PCB.
• ELISA pro rychlý screening PCB.

Hlavní výsledky a diskuse

Přehled publikovaných postupů ukázal, že:

• Výběr extrakční techniky závisí na typu vzorku, požadované citlivosti a dostupném přístrojovém vybavení.
• Metody SPE a CPP významně snižují spotřebu toxických rozpouštědel vůči LLE.
• SPME a SPMD nabízejí bezrozpouštědlové přístupy vhodné pro screening, avšak vyžadují kalibraci sorpčních vláken/membrán.
• Soxhlet a ASE zajišťují vysoké výtěžnosti, ale jsou časově i energeticky náročnější.
• SFE a mikrovlnné extrakce poskytují rychlejší izolaci za vyššího vstupního nároku na přístroje.

Přínosy a praktické využití metody

Navržené postupy umožňují laboratorně:

• flexibilní adaptaci extrakce a čištění podle matice (voda, sedimenty, půda, biota),
• zvýšení citlivosti a reprodukovatelnosti analytických výsledků,
• omezit používání nebezpečných rozpouštědel a množství odpadů,
• implementaci automatizovaných a online postupů (ASE, SPE-on-line, SPME-GC).

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší rozšíření:

• mikroextrakčních a bezrozpouštědlových technik (SPME, SPMD, CPP),
• automatizovaných modulů pro online prekoncentraci (SPE-LC, SPME-GC),
• moderních detektorů s vysokou selektivitou (MS/MS, HRMS),
• softwarových nástrojů pro rychlou interpretaci a kvalitu dat.

Závěr

Efektivní izolace PAU a PCB je klíčová pro spolehlivou kvantifikaci stopových koncentrací v různých vzorcích životního prostředí.
Výběr vhodné extrakční a čisticí metody by měl zohlednit matrici, požadovanou citlivost, časové a ekonomické omezení a dostupnou instrumentaci.

Reference

• 1. Čížek Z. (ed.): Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU). ČKD TIS., Praha 1995.
• 2. Hatrík M., Lehotay J.: Chem. Pap. 48, 334 (1994).
• 3. Lintelmann J., Waadt K., Sauerbrey R., Kettrup A.: Fresenius’ J. Anal. Chem. 352, 735 (1995).
• 4. Moret S., Amici S., Bortolomeazzi R., Lercker G.: Z. Lebensm.-Unters. Forsch. 201, 322 (1995).
• 5. López García A., Blanco González E., García Alonso J. I., Sanz-Medel A.: Chromatographia 33, 225 (1992).
• 6. Ferrer R., Beltrán J. L., Guiteras J.: Anal. Chim. Acta 330, 199 (1996).
• 7. Helán V. (ed.): Analýza organických látek. T-PRINT, Třinec 1999.
• 8. Čížek Z. (ed.): Polychlorované bifenyly. ČKD TIS., Praha 1992.
• 9. Font G., Mañes J., Moltó J. C., Picó Y.: J. Chromatogr., A 733, 449 (1996).
• 10. Bergen B. J., Nelson W. G., Pruell R. J.: Environ. Toxicol. Chem. 15, 1517 (1996).
• 11. Totevová S., Prouza M., Brenner V., Demnerová K.: Chem. Listy 91, 858 (1997).
• 12. Kayali-Sayadi M. N., Rubio-Barroso S., Beceiro-Roldán C., Polo-Diez L. M.: J. Liq. Chromatogr. Relat. Technol. 19, 3135 (1996).
• 13. Samara C., Lintelmann J., Kettrup A.: Toxicol. Environ. Chem. 48, 89 (1995).
• 14. El Harrak R., Calull M., Marcé R. M., Borrull F.: Int. J. Environ. Anal. Chem. 64, 47 (1996).
• 15. García Pinto C., Pérez Pavón J. L., Moreno Cordero B.: Anal. Chem. 66, 874 (1994).
• 16. ČSN EN ISO 6468: Jakost vod – Stanovení organochlorových insekticidů, PCB a chlorbenzenů – GC po LLE, 1998.
• 17. Straková M., Matisová E.: Chem. Listy 91, 330 (1997).
• 18. Geissler A., Schöler H. F.: Chemosphere 23, 1029 (1991).
• 19. ČSN 75 7554: Jakost vod – Stanovení PAU – HPLC-FLD a GC-MS, 1998.
• 20. Tříska J.: Chem. Listy 89, 223 (1995).
• 21. Nirmaier H.-P., Fischer E., Meyer A., Henze G.: J. Chromatogr., A 730, 169 (1996).
• 22. Bernal J. L., Del Nozal M. J., Atienza J., Jiménez J. J.: Chromatographia 33, 67 (1992).
• 23. Sedláková J., Matisová E., Slezáčková M.: Chem. Listy 92, 633 (1998).
• 24. Hageman K. J., Mazeas L., Grabanski C. B., Miller D. J., Hawthorne S. B.: Anal. Chem. 68, 3892 (1996).
• 25. Helán V. (ed.): Analýza organických látek v životním prostředí. T-PRINT, Třinec 1998.
• 26. Bennett E. R., Metcalfe T. L., Metcalfe C. D.: Chemosphere 33, 363 (1996).
• 27. Hubert A., Wenzel K. D., Engelwald E., Schürmann G.: Rev. Anal. Chem. 20, 101 (2001).
• 28. Wells D. E., Echarri I.: Int. J. Environ. Anal. Chem. 47, 75 (1992).
• 29. Eggens M. L., Opperhuizen A., Boon J. P.: Chemosphere 33, 1579 (1996).
• 30. Lopez-Avila V., Benedicto J., Charan Ch., Young R.: Environ. Sci. Technol. 29, 2709 (1995).
• 31. David F., Verschuere M., Sandra P.: Fresenius’ J. Anal. Chem. 344, 479 (1992).
• 32. Ling Y.-C., Chang M.-Y., Huang I.-P.: J. Chromatogr., A 669, 119 (1994).
• 33. Marriott P. J., Carpenter P. D., Brady P. H., McCormick M. J., Griffiths A. J., Hatvani T. S. G., Rasdell S. G.: J. Liq. Chromatogr. 16, 3229 (1993).
• 34. Cutright T. J., Lee S.: Fresenius Environ. Bull. 3, 42 (1994).
• 35. Benická E., Novakovsky R., Hrouzek J., Krupčík J., Sandra P.: J. High Resolut. Chromatogr. 19, 95 (1996).
• 36. Atuma S. S., Linder C.-E., Andersson Ö., Bergh A., Hansson L., Wicklund-Glynn A.: Chemosphere 33, 1459 (1996).