Retenční charakteristiky perfluorovaných sloučenin na vybraných SPE sorbentech v mořské vodě

Mgr. Miroslav Brumovský, Ph.D.

Rigorózní práce

Retention Characteristics of Perfluoroalkyl Substances on Selected SPE Sorbents in Seawater

Anotace:

Perfluorované sloučeniny (PFAS) byly detekovány ve všech složkách životního prostředí včetně živých organismů. Polární charakter těchto kontaminantů způsobuje, že se hromadí převážně v mořích a oceánech. Studium výskytu PFAS a jejich osudu v životním prostředí proto vyžaduje analýzy těchto látek ve vzorcích mořské vody. Nejrozšířenější metoda stanovení spočívá v extrakci na pevné fázi (SPE) následovanou separací pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie a detekcí tandemovou hmotnostní spektrometrií. Tato práce se zaměřuje na sorpční charakteristiky vybraných PFAS na třech rozšířených SPE sorbentech. Věnuje se vlivu typu sorbentu, pH a salinity matrice a typu elučního činidla na výtěžnost PFAS ze vzorků vod. Nejlepší extrakční podmínky byly nalezeny při pH 8 a obsahu mořské vody v matrici 50%/100% s využitím sorbentů Oasis HLB/Strata-X a s použitím methanolu jako elučního činidla. Nejvhodnější vlastnosti matrice pro extrakci PFAS ze vzorků vod (pH a salinita) odpovídají přirozeným vlastnostem mořské a brakické vody. Dále bylo zjištěno, že acidobazické vlastnosti PFAS významně ovlivňují jejich výtěžnost. Tato práce může sloužit jako pomůcka při výběru nejvhodnějších extrakčních podmínek pro extrakci několika skupin PFAS ze vzorků vod a také při vývoji extrakčních postupů pro multireziduální analýzy.

Abstract:

Perfluoroalkyl substances (PFASs) have been detected ubiquitously in the environment and biota. Owing to a more polar character of those contaminants, marine waters are their main environmental reservoirs. To assess PFAS environmental occurrence and fate, it is, therefore, necessary to analyze marine water samples for those substances. The most commonly used approach consists of solid-phase extraction (SPE) followed by high-performance liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry. This thesis focuses on the sorption characteristics of a selected group of PFASs on three popular SPE sorbents. The influence of type of sorbent, matrix pH and salinity and type of elution solvent on the PFAS recovery from aquatic samples is investigated. The best overall extraction conditions were found to be at pH 8 and 50%/100% matrix seawater content using Oasis HLB/Strata-X as SPE sorbents and methanol as elution solvent. The matrix properties found to be the most appropriate for extraction of investigated PFASs from aqueous samples (i.e., pH and salinity levels) match well the natural properties of marine and brackish waters. Acid-base behavior was found to be the main driver influencing the recovery of PFASs. This work can serve as a guideline for selecting the best extraction conditions for several groups of PFASs from aquatic samples and development of extraction procedures for multiresidual analyses.

Keywords

Perfluorované sloučeniny, Perfluoroalkansulfonové kyseliny, Perfluoroalkanové kyseliny, Extrakce na pevné fázi, Výtěžnost, Mořská voda, Perfluoroalkyl substances, Perfluoroalkane sulfonic acids, Perfluoroalkyl carboxylic acids, Solid-phase extraction, Recovery, Seawater

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 9. 2016

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 25. 1. 2017
• Oponent: doc. Ing. Branislav Vrana, PhD., prof. Ing. Josef Čáslavský, CSc.

Masarykova univerzita

Přírodovědecká fakulta

Rigorózní řízení / obor:
Chemie / Chemie životního prostředí