Determination of 40 PFAS in Biosolids Following EPA Method 1633 Quality Control Guidance

Význam tématu

Per- a polyfluorované alkylové látky (PFAS) jsou vysoce perzistentní znečišťující látky s toxickými účinky a tendencí k bioakumulaci. Stanovení PFAS v biosolidech (stabilizovaných kaléch) je zásadní pro posouzení environmentálních rizik při aplikaci kalů na půdu a pro ochranu vodních ekosystémů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a validovat metodiku pro simultánní stanovení 40 PFAS v biosolidech podle kvalitativních kritérií EPA Method 1633. Protokol kombinuje rychlou QuEChERS extrakci, selektivní EMR mixed-mode passthrough cleanup s kazetami Agilent Captiva EMR PFAS Food II a následnou citlivou detekci LC/MS/MS.

Použitá metodika a instrumentace

Postup přípravy vzorků zahrnuje:

• QuEChERS extrakci vzorku (0,5 g biosolid) s acetonitrilem obsahujícím 1 % kyseliny octové a solným balíčkem EN 15662;
• Passthrough cleanup s EMR PFAS Food II kazetami pro odstranění matrice a polarických interferentů;

Analytická instrumentace:

• Agilent 1290 Infinity II LC systém s PFC-free konverzním kitem a ZORBAX RRHD Eclipse Plus C18 kolony;
• Agilent 6495D Triple Quadrupole LC/MS s JetStream iontovým zdrojem;
• Spotřební materiály (PP kazety, PP injekční ostřikovače, keramické homogenizéry) testované na nepřítomnost PFAS.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje MDL (metod detection limit) a LOQ (kvantifikační mez) nižších než odhadované hodnoty podle EPA 1633 pro většinu analyzovaných PFAS. Recoveries interních standardů (EIS a NIS) jsou v rozmezí 70–120 % s RSD pod 15 %, potvrzující konzistentní extrakci a úspěšný cleanup.
Proficiency test s referenčním materiálem NIST 2781 potvrdil přesnost v rámci ±15 % a opakovatelnost (RSD < 10 %) pro šest vybraných PFAS.

Přínosy a praktické využití metody

Nová metodika zkracuje čas přípravy vzorku o více než 50 % a snižuje spotřebu organických rozpouštědel a spotřebního materiálu o 50–80 % oproti tradičním SPE postupům. Vyhovuje přísným požadavkům EPA 1633 a je vhodná pro rutinní monitoring i regulační laboratorní praxe.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření postupu na jiné komplexní matrice (sediment, půda, potraviny);
• Automatizace extrakce a cleanupu pro vysokou propustnost;
• Použití HRMS pro neznámé a nedeklarované PFAS;
• Miniaturizace a micro-flow LC-MS/MS pro úsporu vzorku a rozpouštědel.

Závěr

Kombinace QuEChERS extrakce a EMR mixed-mode pasthrough cleanupu s Agilent Captiva EMR PFAS Food II kazetami nabízí efektivní, rychlou a robustní metodu pro kvantitativní stanovení 40 PFAS v biosolidech dle EPA Method 1633. Metoda přináší vynikající citlivost, reprodukovatelnost a snížení nákladů i ekologické zátěže laboratoře.

Reference

• U.S. Environmental Protection Agency. Method 1633, Revision A: Analysis of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Aqueous, Solid, Biosolid, and Tissue Samples by LC-MS/MS. EPA 820-R-24-007, 2024.
• Giardina M. The Determination of 40 Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Biosolids: Using Dual-Phase Bond Elut PFAS Carbon S/WAX Cartridges Followed by Post-Extraction Matrix Reduction with Captiva EMR PFAS Food II. Agilent Technologies application note 5994-8753EN, 2025.
• Genualdi S.; Young W.; Peprah E.; Srigley C.; Fisher C.; Ng B.; deJager L. Analyte and Matrix Method Extension of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Food and Feed. Anal. Bioanal. Chem. 416, 627–633, 2024.
• Zhao L.; Xu C.; Parry E.; Giardina M. Determination of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Tissue Using QuEChERS Extraction Followed by Novel Enhanced Matrix Removal Mixed-Mode Passthrough Cleanup with LC-MS/MS Detection. J. Chromatogr. A 1758, 466150, 2025.
• Zhao L.; Parry E. Determination of 40 PFAS in Tilapia Tissue Following EPA Method 1633 Guidance. Agilent Technologies application note 5994-8232EN, 2025.
• U.S. Environmental Protection Agency. Method 533: Determination of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Drinking Water by Isotope Dilution Anion Exchange Solid Phase Extraction and LC-MS/MS, 2019.
• Kim K. R.; Owens G. Potential for Enhanced Phytoremediation of Landfills Using Biosolids – A Review. Comprehensive Biotechnology (3rd ed.) 6, 276–284, 2011.
• Charles P. G.; Ian L. P. Wastewater Treatment and Biosolids Reuse. Environmental Microbiology (2nd ed.), 503–530, 2009.
• Taze S.; Sidhu J. Biosolids: Human Health Impacts. Encyclopedia of Environmental Health (2nd ed.), 397–404, 2011.
• National Institute of Standards and Technology (NIST). Standard Reference Material® 2781 Domestic Sludge. Certificate of Analysis, SRM 2781, 2024.
• Saliu T. D.; Liu M.; Habimana E.; et al. PFAS Profiles in Biosolids, Composts, and Chemical Fertilizers Intended for Agricultural Land Applications in Quebec (Canada). J. Hazardous Materials 480, 136170, 2024.