A Comprehensive Workflow for the Analysis of PFAS in Wastewater per EPA Method 1633

Význam tématu

Per- a polyfluoralkylové látky (PFAS) jsou vysoce perzistentní a bioakumulativní kontaminanty, které se v důsledku širokého průmyslového využití nacházejí v prostředí v ultranízkých koncentracích. Sledování PFAS v odpadních vodách je klíčové pro hodnocení rizik pro vodní ekosystémy a pro předcházení kontaminaci vodních zdrojů. Precizní a spolehlivá analytická metoda je nezbytná k překonání obtíží spojených s nízkými detekčními limity a pozadím z prostředí či analytických souprav.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo navrhnout a validovat ucelený workflow pro cílenou analýzu více než 57 PFAS v odpadních vodách podle metodiky EPA 1633 Draft 4 s využitím LC-MS/MS. Studie hodnotila metodu z hlediska detekčního limitu, přesnosti, opakovatelnosti, linearity a robustnosti pro široké spektrum perzistentních i nově se objevujících PFAS. Součástí workflow je i automatizované generování reportu, které usnadňuje rutinní implementaci v laboratoři.

Použitá metodika a instrumentace

Obecný postup analýzy zahrnoval:

• Příprava vzorku: koncentrování 500 mL odpadní vody pomocí Bond Elut PFAS WAX SPE kazety s prekondicí a eluí 1 % metanolu s amonným hydroxidem.
• Očištění eluátu: přidání kyseliny octové, adsorpce na Agilent Carbon S, centrifugace a filtrace přes Nylon 0,2 µm.
• Stanovení: rozdělení do LC/MS vzorkovnic, přídavek interních standardů.
• Data acquisition: LC separace na ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18 kolonkách s PFC-free konverzním kit a MS/MS detekce na Agilent 6495D triple quadrupole v módu MRM.

Klíčové instrumenty a komponenty:

• Agilent 1290 Infinity II LC se sadou InfinityLab PFC-free HPLC Conversion Kit a PFC delay kolonou
• Agilent 6495D Triple Quadrupole LC/MS/MS
• Bond Elut PFAS WAX SPE kazety a Agilent Carbon S pro cleanup
• SLIMS workflow management software pro správu přípravy vzorků a reporting

Hlavní výsledky a diskuse

Linearity: Pro všech 40 PFAS definovaných metodou EPA 1633 byly vyhotoveny sedmibodové calibrační křivky s RSE < 10 %.
Detekční limity: Metoda dosahuje detekčních limitů v rozmezí pod 1 až 10 ng/L, což je v souladu nebo nadstandardně pod hodnotami uvedenými v metodice EPA 1633.
Přesnost a recovery: Obnovení PFAS ve vodě i odpadní vodě na střední úrovni spikování (CS4) bylo 80–120 % s RSD < 5 %, tedy v požadovaných limitech metody.
Robustnost: 300 kontinuálních injekcí vzorků spikovaných PFAS prokázalo stabilitu měření s RSD nižším než 6 % napříč různými třídami látek a rozmezím retenčních časů.

Přínosy a praktické využití metody

Tento workflow poskytuje vysoce spolehlivé a opakovatelné měření PFAS v komplexních maticích odpadních vod, včetně automatizovaného sledování kvality a generování auditovatelných reportů. Umožňuje laboratořím zefektivnit rutinní analýzy podle požadavků regulačních orgánů a zároveň minimalizovat riziko kontaminace pozadím.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření panelu analyzovaných PFAS o nově identifikované sloučeniny a transformáty včetně nelineárních fluorovaných oligomerů. Integrace vysokorozlišovací MS a nativních ion mobility technik může dále zvýšit selektivitu a analytický výkon. Dále se uplatní pokročilé softwarové nástroje založené na strojovém učení pro automatickou kontrolu kvality dat a predikci chování PFAS v životním prostředí.

Závěr

Navržený workflow podle EPA Method 1633 Draft 4 s využitím Agilent technologií nabízí komplexní řešení pro citlivou a robustní analýzu PFAS v odpadních vodách. Ukázal výborné vlastnosti v oblasti detekčního limitu, linearity, přesnosti i dlouhodobé stability měření, což ho činí vhodným pro rutinní monitorování a environmentální výzkum.

Reference

1. Our Current Understanding of the Human Health and Environmental Risks of PFAS. EPA, 2023.
2. Method 1633: Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) in Aqueous, Solid, Biosolids, and Tissue Samples by LC-MS/MS; Draft 4, EPA, July 2023.
3. Hunt K. et al., Analysis of PFAS in Aqueous Samples per EPA Draft Method 1633, Agilent Technologies Application Note, 2022.
4. Definition and Procedure for the Determination of the Method Detection Limit—Revision 2, 40 CFR Part 136, Appendix B to Part 136.