Bologna, 23 giugno 2016 Determinazione in iniezione diretta di inquinanti emergenti in acque potabili e superficiali tramite IC/HPLC-HRMS: l approccio del laboratorio Veritas nella determinazione del glifosate, dei composti perfluoroalchilici e dei metaboliti dei pesticidi triazinici Dott. Tommaso Foccardi Veritas S.p.A Veritas S.p.A. Direttore Laboratorio: Dr. Stefano Della Sala DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 1
Veritas S.p.A è la più grande multiutility nella regione Veneto e una delle maggiori in Italia per popolazione servita nei seguenti settori Raccolta e trattamento dei rifiuti Ciclo Idrico Integrato Veritas S.p.A. : Presidente: Dott. Vladimiro Agostini Direttore Generale: Dott. Andrea Razzini Direttore Servizio Idrico Integrato: Ing. Umberto Benedetti DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 2
321,5 milioni di euro di fatturato 2015 2.721 dipendenti per il gruppo Veritas 67,5 milioni di metri cubi di acqua distribuiti 67,4 milioni di metri cubi di acque reflue trattati 3.988 chilometri di rete idrica 2.108 chilometri di rete fognaria 640.000 residenti serviti DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 3
Il Laboratorio VERITAS svolge attività di supporto analitico nel settore prevalentemente ambientale sia chimico che biologico. Le matrici di principale interesse del laboratorio si possono individuare in: Acque di scarico, superficiali e profonde Acque da destinare o destinate al consumo umano DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 4
30 dipendenti di cui o o o 15 tecnici analisti 6 addetti al campionamento 6 staff tecnico-amministrativo 15.000 rapporti di prova all anno di cui o 5.000 relativi al potabile o 8.000 relativi alla depurazione o 2.000 altre matrici 260.000 parametri analizzati di cui o 130.000 relativi al potabile o 80.000 relativi alla depurazione o 50.000 altre matrici accreditamento Accredia 0211 DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 5
Partecipazione alla maggior parte dei sottogruppi di lavoro della Sottocommissione del Comitato permanente di Studio sulle acque del Ministero della Salute per l implementazione e la validazione dei metodi d analisi. Uno dei principali obiettivi è controllare assiduamente e garantire la massima qualità dell'acqua erogata e distribuita a 640.000 utenti L Interesse sempre più crescente per il monitoraggio degli inquinanti emergenti nelle acque destinate al consumo umano ha spinto il laboratorio Veritas ad acquistare un sistema IC/HPLC- HRMS ad alte prestazioni che permettesse di poter lavorare sul campione tal quale a livelli di sensibilità adeguati DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 6
Determinazione di composti target in routine Screening di composti untarget sfruttando le potenzialità dell alta risoluzione DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 7
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 8
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 9
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 10
Nome IUPAC: N-(fosfonometil)glicina È costituito da un aminoacido, la glicina e da una molecola di acido fosfonico unite tra loro da un ponte di azoto. Erbicida non selettivo (inibitore enzimatico di alcuni amminoacidi essenziali per la crescita vegetale) impiegato sia in agricoltura che in zone civili ed industriali Piccola molecola altamente polare Alta solubilità in acqua Bassa solubilità in solventi organici Limite da rispettare per le acque destinate al consumo umano : 0,10 µg/l DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 11
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 12
Formula C 3 H 4 ClN 5 Composto della degradazione per dealchilazione di alcuni composti triazinici come ad esempio atrazina, propazina e simazina Comportamento e profilo tossicologico equivalente a quello dell atrazina Limite da rispettare per le acque destinate al consume umano : 0,10 µg/l DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 13
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 14
Sostanze di sintesi usate per rendere resistenti all acqua molteplici materiali Numerose applicazioni civili industriali ad esempio o Contenitori per uso alimentare o Goretex o Precursore per la produzione TEFLON Costituiti da catene lineari o ramificate di C Elevata stabilità, inerzia chimica e termica dovuta ai legami C-F Altamente persistenti nell ambiente (nessuna biodegradabilità osservata) Dati limitati e controversi sulla tossicità delle sostanze perfluoroalchiliche per l uomo DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 15
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 16
Fonte : Istituto Superiore Sanità DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 17
Sostanze Perfluoroalchiliche PFAS PFAS Nome Formula Valori di riferimento* µg/l PFOS Perfluoro Ottan Sulfonato C8HF17O3S 0.03 PFBS Pefluoro Butan Sulfonato C4HF9O3S 0.5 PFOA Acido Perfluoro Ottanoico C8HF15O2 0.5 PFBA Acido Perfluoro Butanoico C4HF7O2 0.5 ALTRI PFAS Nome Formula Valori di riferimento *µg/l PFPeA Acido Perfluoro Pentanoico C5HF9O2 PFHxA Acido Perfluoro Esanoico C6HF11O2 PFHpA Acido Perfluoro Eptanoico C7HF13O2 PFNA Acido Perfluoro Nonanoico C9HF17O2 PFDeA Acido Perfluoro Decanoico C10HF19O2 0.5 (somma) PFUnA Acido Perfluoro Undecanoico C11HF21O2 PFDoA Acido Pefluoro Dodecanoico C12HF23O2 PFHxS Perfluoro Esan Sulfonato C6HF13O3S * Parere ISS del 11.08.2015, prot. n. 0024565, recepita da DGRV 1517 del 29/10/2015 DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 18
Bologna, 23 giugno 2016 Metodi analitici per la determinazione di glifosato, diaminoclorotriazina e composti perfluoroalchilici per iniezione diretta in IC/LC-HRMS Ph.D Federico Dall Acqua Veritas S.p.A. p.i. Gilberto Pintonello Veritas S.p.A. Veritas S.p.A.; Direttore Laboratorio: Dr. Stefano Della Sala DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 19
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 20
Risoluzione max m/z: 70k @ 200 Th Accuratezza m/z: <1 ppm con lock mass <3 ppm senza lock mass Scan rate: 1.5 Hz @ R140k; 3 Hz @ R70k Scan range: Full Scan 50-6000 Th MSMS 50-2000 Th DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 21
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 22
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 23
8 ml Campione Preparazione Campione Aggiunta di NaOH, concentrazione in vial 10 mm Condizioni operative Sistema: IC-HRMS Thermo Scientific Q Exactive Focus Hybrid Quadrupole-Orbitrap MS, Iniezione diretta, 100 µl, SIM + Data Dependent Scan Eluente: Gradiente KOH 11-45 mm Colonna: Thermo Scientific Dionex IonPac AS11-HC, 40 o C, 250 µl/min Ionizzazione: HESI - DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 24
Il metodo sviluppato, prevede: Retta di taratura: C vs. Area Standard-check di seconda origine ogni 10 iniezioni Prove MS-MSD DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 25
Campione + spike 0.20 µg/l Campione + spike 0.10 µg/l Campione TQ DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 26
Campione negativo di acqua potabile + spike 100 ppt, Glyphosate DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 27
Campione negativo di acqua potabile DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 28
Per quanto concerne la validazione in termini di precisione sono state eseguite: 10 prove su matrice reale ad una concentrazione prossima al limite DL 31/2001 10 prove su matrice reale ad una concentrazione pari alla metà del limite DL 31/2001 10 prove su matrice reale ad una concentrazione vicina al campo di misura inferiore Prove Validazione Glifosate Campione alto range (ng/l) Campione medio range (ng/l) Campione basso range (ng/l) 78 38 15 84 40 18 79 36 22 78 37 17 76 43 19 70 38 20 78 43 19 76 39 21 77 40 23 73 41 19 Test di normalita Shapiro-Wilk superato superato superato Test di anomalia di Wilson superato superato superato media 76,9 39,4 19,4 std.dev 3,5 2,4 2,3 CV% 4,6 6,1 11,8 DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 29
Per quanto concerne la validazione in termini di accuratezza sono state eseguite: 10 prove su campione reale con spike 20,50 e 100 ng/l glifosate Campione t.q ng/l Prove Validazione Glifosate Campione tq + 20 ng/l Campione tq + 50 ng/l Campione tq + 100 ng/l 28 50 68 109 30 44 68 110 30 43 68 112 27 50 71 109 29 47 72 106 28 50 74 104 28 48 65 106 25 45 65 114 27 43 66 110 29 46 66 119 Test di normalita Shapiro-Wilk superato superato superato superato Test di anomalia di Wilson superato superato superato superato media 28,0 46,7 68,3 109.9 deviazione standard 1,5 2,8 3,1 4.4 CV% 5,4 6,0 4,5 4.0 atteso * 48,0 78,0 128 recupero % * 93,6 87,6 85.9 DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 30
Per quanto concerne la validazione in termini di accuratezza sono state eseguite: 10 prove su campione reale con spike 50 ng/l glifosate; retta di taratura in matrice Prove Validazione Glifosate (Taratura in matrice) Campione acqua ultra pura + spike 50 ng/l 61 55 49 52 47 52 46 50 48 58 Test di normalita Shapiro-Wilk Test di anomalia di Wilson superato superato media 51,9 deviazione standard 5,0 CV% 9,6 atteso 50 recupero % 103,7 DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 31
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 32
Preparazione Campione 1.5 ml campione Aggiunta STD interno 13 C3-DACT Acidificazione con HCl Condizioni operative Sistema: UHPLC-HRMS Q Exactive Focus Hybrid Quadrupole- Orbitrap MS, Iniezione diretta, 100 µl, FULL SCAN + Data Dependent Scan Eluente: A H 2 O+HCOOH 0,1% + HCOONH 4 10 mm B MeOH + HCOOH 0,1% Colonna: Thermo Scientific Hypersil GOLD C18 100x2.1, 35 o C, 300 µl/min Ionizzazione: HESI + DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 33
Il metodo sviluppato, prevede: Retta di taratura: C vs. Area Ratio (Nativo/Marcato 13 C) Standard-check di seconda origine ogni 20 iniezioni Prove MS-MSD DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 34
Campione + spike 0.09 µg/l Campione + spike 0.06 µg/l Campione Standard 0.01 µg/l DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 35
Ione molecolare [M+H] + 146,0228 m/z Ione molecolare 13 C [M+H] + 149,0327 m/z Frammento 68,0251 m/z Frammento 61,9800 m/z Frammento 79,0063 m/z DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 36
Per quanto concerne la validazione in termini di precisione sono state eseguite: 10 prove su matrice reale ad una concentrazione superiore al limite DL 31/2001 10 prove su matrice reale ad una concentrazione pari alla metà del limite DL 31/2001 10 prove su matrice reale ad una concentrazione vicina al campo di misura inferiore Prove eseguite su matrice reale Prove Validazione DACT Campione alto range (ng/l) Campione medio range (ng/l) Campione basso range (ng/l) 149 53 18 141 55 16 140 55 17 143 51 15 140 51 16 143 53 16 137 55 16 143 53 17 146 52 16 139 52 16 Test di normalita Shapiro-Wilk superato superato superato Test di anomalia di Wilson superato superato superato media 142 53 16 std.dev 3,51 1,56 0,82 CV% 2,5 2,9 5,1 DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 37
Per quanto concerne la validazione in termini di accuratezza sono state eseguite: 10 prove su acqua ultrapura con spike 90 ng/l DACT 10 prove su campione reale a medio range con spike 90 ng/l DACT 10 prove su campione reale ad alto range con spike 90 ng/l DACT Prove eseguite su matrice reale Prove Validazione DACT Campione alto range + 90 ng/l Campione medio range + 90 ng/l Acqua ultrapura+ 90 ng/l 240 141 89 228 143 90 230 144 94 232 150 94 228 140 88 231 146 90 233 140 91 227 147 92 238 143 90 231 146 88 Test di normalita Shapiro-Wilk superato superato superato Test di anomalia di Wilson superato superato superato media 232 144 91 atteso 232 143 90 recupero 99,7 101,1 100,7 DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 38
DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 39
Preparazione Campione Campione TQ trasferito in vial di polipropilene Condizioni operative Sistema: UHPLC-HRMS Q Exactive Focus Hybrid Quadrupole-Orbitrap MS, Iniezione diretta, 100 µl, Full Scan + Data Dependent Scan Eluente: A H 2 O+HCOOH 0,1% + HCOONH 4 10 mm B MeOH + HCOOH 0,1% Colonna: Hypersil GOLD C18 100x2.1, 35 o C, 300 µl/min Ionizzazione: HESI - DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 40
Il metodo sviluppato, prevede: Retta di taratura: C vs. Area Standard-check di seconda origine ogni 10 iniezioni Prove MS-MSD PFOA 3 ng/l DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 41
Il metodo sviluppato, prevede: Retta di taratura: C vs. Area Standard-check di seconda origine ogni 10 iniezioni Prove MS-MSD PFOS 3 ng/l DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 42
PFOA C 7 F 15 (PFOA COOH) PFOS SO 3 SO 3 F DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 43
Dr. Stefano Della Sala Direttore Laboratorio Veritas S.p.A Dott. Tommaso Foccardi - Responsabile Laboratorio Chimico Veritas S.p.A tel 041-7291328 mail t.foccardi@gruppoveritas.it p.i. Gilberto Pintonello - Coordinatore settore Organica Laboratorio Chimico Veritas S.p.A tel 041-7291351 mail g.pintonello@gruppoveritas.it Ph.D Federico Dall Acqua- Specialist settore Organica Laboratorio Veritas S.p.A tel 041-7291343 mail f.dallacqua@gruppoveritas.it DIREZIONE LABORATORIO VERITAS 44