Analysis of Per-and Polyfluoroalkyl Substances (PFASs) in Non-Drinking Water Matrices Using the LC-Triple Quadrupole Mass Spectrometer

Význam tématu

Per- a polyfluoroalkylové látky (PFAS) představují širokou skupinu vysoce perzistentních organofluorovaných kontaminantů, které pronikají do podzemních, povrchových i odpadních vod. Jejich toxicita a schopnost akumulace v organismu vyžadují spolehlivou kontrolu na úrovni jednotek ppt. Metoda EPA SW-846 draft 8327 nabízí standardizovaný přístup k monitorování PFAS v nepitných vodách, avšak laboratorní praxe vyžaduje ověření výkonnosti a optimalizaci přístrojových podmínek.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo ověřit použitelnost Shimadzu LCMS-8050 pro analýzu 24 Cílových PFAS a 19 izotopově značených surrogátů podle návrhu metody EPA 8327. Studie hodnotila limity stanovitelnosti, přesnost, linearitu a reprodukovatelnost v matricích reagentní voda, podzemní voda, povrchová voda a odpadní voda.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky o objemu 5 mL byly dospikovány směsí surrogátů, extrahovány metanolovou změkčovací fází a filtrovány polypropylenovým filtrem. Analýza probíhala na LC-MS/MS v režimu multiple reaction monitoring (MRM) s gradientním eluačním programem (0–21 min), mobilními fázemi na bázi amonium acetátu v acetonitrilu a vodě a objemem injekce 30 µL. Kalibrace využívala devítibodovou křivku v rozsahu 5–200 ppt se 1/x vážením bez nuceného průchodu nulou.

Použitá instrumentace

• Shimadzu Nexera X2 SIL-30AC autosampler
• Shimadzu LCMS-8050 triple quadrupole mass spectrometer
• Analytické kolony Shim-pack GIST Phenyl-Hexyl a Shim-pack XR-ODS
• Mobilní fáze: 20 mmol/Pl amonium acetát v 95:5 H2O:ACN a 10 mmol/Pl amonium acetát v 95:5 ACN:H2O

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla meze stanovitelnosti pod 5 ppt pro všechny analyty. Průměrné procento obnovy cílových PFAS se pohybovalo mezi 84 a 96 % při RSD do 10 % na všech matricích. Linearity kalibrace vykázala korelační koeficienty r2 > 0,99 a kalibrační odchylky v rámci ±30 %. Chromatogramy nízkoúrovňových i středněúrovňových standardů potvrdily ostré píky a dobré rozlišení všech PFAS bez interferencí.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlou (21 min cyklus) a robustní analýzu PFAS v různých nepitných vodách s minimální přípravou vzorku. Laboratoře aplikující ASTM D7979 mohou přejít na EPA SW-846 8327 bez zásadních změn pracovního postupu. Zavedení instančního sloupce eliminuje pozadí z mobilních fází a systémová blank měření potvrdila nulovou kontaminaci.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření seznamu PFAS o nově identifikované sloučeniny
• Implementace izotopové ředidlové kalibrace pro vyšší přesnost
• Automatizace vzorkovacího a extrakčního procesu
• Online SPE a miniaturizace pro terénní měření
• Využití pokročilé datové analýzy a strojového učení pro identifikaci neznámých PFAS

Závěr

Ověření draft metody EPA SW-846 8327 na přístroji Shimadzu LCMS-8050 prokázalo vynikající citlivost, přesnost a reprodukovatelnost stanovení 24 PFAS v nepitných vodách. Metoda splňuje i překračuje požadavky návrhu a umožňuje vysokoprůchodovou analýzu s krátkou dobou odezvy.

Reference

1. Environmental Science and Technology Polyfluorinated Compounds Past Present and Future
2. Agency for Toxic Substances and Disease Registry Per- and Polyfluoroalkyl Substances PFAS and Your Health
3. U.S. Environmental Protection Agency Per- and Polyfluoroalkyl Substances PFAS
4. National Institute of Environmental Health Sciences Perfluorinated Chemicals PFCs
5. US EPA Basic Information about Per- and Polyfluoroalkyl Substances PFAS
6. US EPA Drinking Water Health Advisories for PFOA and PFOS
7. ASTM D7979-17 Standard Test Method for Determination of Per- and Polyfluoroalkyl Substances in Water Sludge Influent Effluent and Wastewater by LC-MS/MS
8. Prakash B Byrne G Marfil-Vega R Fujito Y Gilles C Analysis of Per-and Polyfluoroalkyl Substances Specified in EPA M5371 Using LCMS-8045