Sensitive and Rapid Determination of Paraquat and Diquat in Tap and Environmental Waters

Význam tématu

Monitoring paraquatu a diquatu v pitných a povrchových vodách je nezbytný vzhledem k jejich širokému použití jako herbicidů a potenciálnímu riziku pro játra, plíce, srdce i ledviny. Přísné limity stanovené US EPA (20 µg/L pro diquat) a EU (0,1 µg/L pro pesticidy a herbicidy) vyžadují vysoce citlivé a spolehlivé analytické postupy.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout rychlou a citlivou metodu HPLC pro simultánní stanovení paraquatu a diquatu v pitné i environmentální vodě. Klíčové požadavky zahrnovaly použití on-line SPE bez iontově párovacího činidla, UV detekci a dosažení metodických detekčních limitů na úrovni nebo lepších než EPA Method 549.2 a směrnice EU 98/83/EC.

Použitá metodika a instrumentace

Laboratorní systém

• Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000 x2 Dual RSLC
• On-line SPE kazeta Acclaim Trinity P1 (3 µm, 3 × 10 mm)
• Analytická kolona Acclaim Trinity Q1 (3 µm, 3 × 50 mm)
• Detektor DAD-3000RS UV při 260 nm (paraquat) a 310 nm (diquat)
• Software Chromeleon 7.1

Podmínky frakcionace

• Mobilní fáze SPE: A – 100 mM acetát amonný pH 5,0, B – acetonitril, C – voda; gradient 0–2 min (10 % A, 5 % B), 2,1–4,5 min (55 % A, 45 % B), 4,6–10 min (10 % A, 5 % B), průtok 0,7 mL/min, objem injekce 1000 µL.
• Mobilní fáze separace: 35 % 100 mM acetátu amonného pH 5,0 / 65 % acetonitrilu, průtok 0,5 mL/min, teplota 30 °C.

Vzorky a příprava standardů

• Odběr pitné vody (kohoutek) a povrchové vody (rybník), filtrace 0,45 µm.
• Příprava zásobního a kalibračního roztoku paraquatu a diquatu (1 µg/mL) v rozsahu 1–1000 µg/L.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje separaci obou analytů do 7 minut při vynikajících tvarech píků (šířka <1,0 min, asymetrie <0,2). Lineární rozsah 1–1000 µg/L s koeficienty determinace ≥0,9909. Metodické detekční limity (MDL) stanovené na základě pěti replikací jsou 0,09 µg/L pro paraquat a 0,10 µg/L pro diquat, tedy vyhovují EPA 549.2 i EU 98/83/EC. Reprodukovatelnost retence i plochy píků vykazovala RSD <0,2 % respektive <5 %. Recovery testy na napuštěných vzorcích prokázaly hodnoty 104–108 %.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizované on-line SPE odstraňuje operátorské vlivy a urychluje analýzu. Metoda šetří čas i spotřebu organických rozpouštědel, přináší vysokou citlivost a rozlišení bez nutnosti iontově párovacího činidla. Je vhodná pro rutinní kontrolu pitné vody, QC laboratoře i výzkumné aplikace.

Budoucí trendy a možnosti využití

Možnost dalšímu rozšíření zahrnuje integrační spojení s hmotnostní spektrometrií pro potvrzení identity analytů na stopových úrovních, miniaturizaci SPE článků a rozšíření na sledování příbuzných kvaternárních amoniových sloučenin v různých matricích. Další zlepšení by mohlo spočívat v online monitorování a vzdáleném odběru vzorků.

Závěr

Popsaná metoda on-line SPE–HPLC-UV nabízí rychlou, spolehlivou a vysoce citlivou analýzu paraquatu a diquatu v pitných i environmentálních vodách. Splňuje požadavky amerických i evropských regulačních norem a poskytuje vynikající reprodukovatelnost a recovery.

Reference

• U.S. EPA. Basic Information about Regulated Drinking Water Contaminants, 1997.
• Directive 98/83/EC. Quality of Water Intended for Human Consumption, 1998.
• Method 549.2: Determination of Diquat and Paraquat in Drinking Water, US EPA, 1997.
• Thermo Scientific Application Brief 114: Separation of Diquat and Paraquat Using Acclaim HILIC-1, 2012.
• Application Note 274: On-Line SPE–HPLC Determination of Paraquat and Diquat, 2011.
• Thermo Scientific Product Specifications PS20567_E: Acclaim Trinity Q1 Columns, 2012.