project

Zeer polaire stoffen – II

Expert(s):
Frederic Béen PhD, Dennis Vughs MSc, ing. Pascal Kooij

  • Startdatum
    31 mrt 2019
  • Einddatum
    30 jun 2020
  • Opdrachtgever
    Bedrijfstakonderzoek
  • samenwerkingspartner(s)
    UvA

Het monitoren van zeer polaire stoffen is – vooral in lage concentraties (ng/L range) – zeer uitdagend. Vergeleken met meer bekende, klassieke milieuverontreinigingen (bv. PCB’s, geneesmiddelen, bestrijdingsmiddelen) bestaat er voor zeer polaire stoffen een knowledge gap in analytische technieken, monitoring, wetgeving en waterbehandeling. Doel van dit project is om voor zeer polaire stoffen, met specifieke aandacht voor gehalogeneerde methaansulfonzuren waaronder F3-MSA, een monstervoorbewerking te ontwikkelen ter verbetering van de gevoeligheid van de bestaande HILIC en mixed-mode non-target screening.

Aanscherpen gevoeligheid identificatie zeer polaire stoffen

Zeer polaire stoffen – ook bekend als Persistent and Mobile Organic Compounds, PMOC’s – kunnen zich goed verspreiden in water en bodem. Bovendien zijn ze vaak moeilijk te verwijderen tijdens de afval- en drinkwaterzuivering. Dit maakt dat ze van bijzonder belang zijn voor de watersector.

Voor de monitoring van zeer polaire stoffen zijn binnen het collectief onderzoek van de waterbedrijven (bedrijfstakonderzoek ofwel BTO) een HILIC en een mixed-mode non-target screening methode ontwikkeld. Deze zijn geschikt voor zowel het semi-kwantitatief meten van bekende zeer polaire stoffen zoals metformine en melamine-(derivaten), als het screenen en eventueel identificeren van onbekende zeer polaire stoffen.

Bij HILIC en mixed-mode chromatografie is het noodzakelijk om in de mobiele fase relatief hoge bufferconcentraties te gebruiken. Voor veel verbindingen leidt dit tot een substantiële signaalonderdrukking. Uiteindelijk maakt dit de methode minder gevoelig (> 0,1 µg/L). Daarnaast is met HILIC de piekvorm voor veel verbindingen niet optimaal, wat ook de gevoeligheid nadelig beïnvloedt. Vanwege de urgentie van deze stoffen is een lagere detectielimiet noodzakelijk.

Monstervoorbewerking voor verlaging detectielimieten HILIC-screening

In dit project wordt een monstervoorbewerking ontwikkeld voor zeer polaire stoffen, met specifieke aandacht voor kleine (per)fluorverbindingen. Waarschijnlijk zijn meerdere technieken nodig voor de analyse van een zo groot mogelijke groep zeer polaire en ionogene stoffen, van permanent negatief geladen stoffen tot permanent positief geladen stoffen.

De ontwikkelde methode verhoogt de gevoeligheid van de bestaande HILIC en mixed-mode screening en wordt met een meetcampagne ingezet op relevante monsters uit de Nederlandse en Belgische waterketen. Hierbij vindt screening plaats naar bekende en onbekende stoffen, de identificatie van nieuwe stoffen en de uitvoering van een toxicologische risicobeoordeling voor de aangetroffen stoffen. Uiteindelijk leidt dit tot een beter inzicht in het voorkomen van zeer polaire stoffen in de watercyclus en de betekenis hiervan.

Daarnaast wordt deelgenomen aan de begeleidingsgroep van het NWO-STW project TooCOLD (Toolbox for studying the Chemistry Of Light-induced Degradation). Kennis uit het TooCold-project is van waarde voor onderzoek naar de chemische analyse van polaire (transformatie-)producten.

Verbeterde screening en risicobeoordeling

De ontwikkelde monstervoorbewerking leidt tot een verbetering van de huidige methode voor het screenen van zeer polaire stoffen. Samen met de meetcampagne geeft dit inzicht in de aanwezigheid en het risico van zeer polaire en ionogene stoffen in bepaalde bronnen van drinkwater in Nederland en België. Hiermee levert dit project een belangrijke bijdrage aan het monitoren van de chemische waterkwaliteit.