LabAnalyse

Transcriptie

1 LabAnalyse

2 LabAnalyse Brede chemische screening beschermt drinkwaterkwaliteit Ton van Leerdam, LabAnalyse

3 KWR: opening nieuwbouw We hebben permanent nieuwe kennis nodig. 3 Bijvoorbeeld over de invloed van verzilting op ons drinkwater. Over nieuwe stoffen in ons drinkwater en grondwater. Actueel voorbeeld dat nog steeds loopt, is het pyrazool dat deze zomer de signaleringswaarde overschreed. Er was direct actie nodig. Waar gaat het om? Hoe gevaarlijk is het? Welke norm moeten we hanteren? Dat vraagt om pioniers met gevoel voor urgentie! KWR is bij dergelijke kwesties een zeer betrouwbare en onmisbare partner

4 4 KWR Ca. 170 medewerkers Ca. 10 profs Omzet ca. 18 M

5 Bridging science to practice 5 LMC Laboratorium voor Materialenonderzoek en Chemische Analyse R&D lab Calamiteiten lab, 24/7 Specialties Ringonderzoeken

6 Bridging science to practice analyses O.a. stoffen drinkwaterbesluit monsters 35 monsternemers

7 7 Chemische stoffen Nieuwe stoffen komen op de markt: Dagelijks ca stuks (elke 2,5 sec een nieuwe stof) Niet alle stoffen zijn te meten Wettelijke regelingen: meten van doelstoffen (bijv. bestrijdingsmiddelen, geneesmiddelen en oplosmiddelen) Nieuwe methoden nuttig voor een zo compleet mogelijk beeld van de chemische waterkwaliteit

8 8/16 Chemische stoffen en aquatisch milieu Universe of chemicals Atmospheric deposition industry Incidential spills + infiltration Zeer beperkt deel wordt gemonitord Drinkwaterbesluit: antropogene stoffen 1 CHEMLIST.

9 Bridging science to practice 9 Waterkwaliteit: hoe beschermen? Monitoring water quality Frequently! and more and more polar compounds Unknown compounds - identified and added to a database Source tracking: reduction of concentrations (policy/action). Drinking water monitoring of non regulated anthropogenic compounds (1 µg/l)

10 10 Monitoren: welke techniek? Chemische ruimte per MS-techniek

11 Bridging science to practice 11 Introductie/kaders Opkomst GC-MS/MS en LC-MS/MS incl hoge resolutie (milieu, bron Scopus)

12 12 Hoge resolutie massaspectrometrie Bekende stof Onbekende stof Onbekende stof Target screening Suspect screening Non-target screening Identificatie Tentative identification

13 13 Brede chemische screening Hoge resolutie massaspectrometrie KWR: 2003: LC-Q-ToF MS (i.s.m. RIKILT) 2006: LC-Orbitrap-MS Vitens en WLN: 2010 Aqualab Zuid en HWL: 2015

14 Bridging science to practice 14 Welke MS-ionisatietechniek? RP HPLC-MS 2000 LC-ESI Difficult LC-APCI I LC-APPI 500 GC-EI GC-PCI polar Log Kow non-polar

15 15 Methode gevoelig genoeg? LC-HR-MS

16 16/16 Suspect screening & Prioriteren 1. Preselection Accurate mass 2. Suspect screening of non-targeted monitoring data Threshold 3. Prioritization

17 17/16 Methode 1. Selectie van stoffen: 5200 stuks Water Directives (Vet) Pharmas PPP / biocides 5200 suspects Priority lists Tox. relevant chemicals REACH Compounds on the EU market Compounds present in Water Directives Compounds present on priority lists Masses, structural formulas and CAS nrs were collected

18 18/16 Methode 2. Monitoring: 151 monsters Sampling 151 samples taken in in the Netherlands Drinking water 39 Ground water Surface water STP effluent Analysis Solid Phase Extraction on OASIS HLB columns Non-target screening LC-HRMS (LTQ Orbitrap) 2 Including blank sample and reference standards Internal standards: atrazine-d 5, bentazone-d 6, chloroxuron, benzotriazole-d 4, fenuron and neburon Data processing Sample to blank ratio >10 Threshold for detection counts (0.01 µg/l IS-eq) Concentration expressed in atrazine-d 5 and bentazone-d 6 equivalents (IS-eq) 2 Hogenboom et al., J. Chromatogr. A (3) pp

19 19/16 Methode 3. Prioriteren: 243 stoffen > 500 stoffen gedecteerd (match) 158 prioritized masses match with 243 suspects with varying identity confidence. According to Threshold of Toxicological Concern (TTC) for human health* * Mons et al., Water Res. 47 (4), pp

20 20/16 Methode Geprioriteerde massa s en suspects : hoe betrouwbaar? Classification into confidence levels of identification 4 Accurate mass Level 5 accurate mass Isotope pattern MS/MS Level 4 unequivocal molecular formula Level 3 tentative candidate MS/MS lib. hit Level 2 probable structure Ref standard Level 1 confirmed structure 4 Schymanski et al., Environ. Sci. & Technol. 48 (4), pp

21 21/16 Resultaten Current focus on prioritized suspects (243 stuks) Prioritized suspects in water regulation and on priority lists Prioritized suspects in international monitoring studies* water directives 191 priority lists neither 207 present not present *Loos et al., 2009 Environ. Poll. 157 (2), pp Loos et al., Wat. Res. 44 (14), pp Loos et al., Wat. Res. 47 (17), pp Von der Ohe et al., Sci. Tot. Environ 409, pp Moschet et al., Environ. Sci. Technol. 48, pp

22 Bridging science to practice 22 Identificatie onbekende stoffen Full scan hoge resolutie MS _onbekende2_neg-03 #468 RT: 8.39 AV: 1 SB: , NL: 8.77E5 T: FTMS - p ESI Full ms [ ] Relative Abundance m/z

23 Bridging science to practice 23 Identificatie onbekende stoffen Information from product ions Assign elemental composition for all products ions

24 Bridging science to practice 24 Identificatie onbekende stoffen Products generated during the production of phenolic resins

25 25/16 Vooruitblik Veel stoffen in (aquatisch) milieu: brede chemische screening nodig/wettelijk gevraagd (invulling parameter overige antropogene stoffen) Brede chemische screening met LC-HR-MS: Meest brede dekking chemische ruimte Complementair aan andere technieken (GC-MS, LC-UV) Efficient/waardevol Bandbreedte chemische screening neemt steeds verder toe (polaire stoffen) Identificatie onbekende stoffen met combi LC-HRMS en NMR mogelijk Mogelijkheid om terug te kijken in oude data

26 26 Tenslotte Kraanwater wordt beter gemonitord dan flessenwater Kraanwater is 200x goedkoper dan flessenwater Kraanwater is x minder belastend voor het milieu dan flessenwater Goed voor de gezondheid, zuiver van kwaliteit en goedkoop

27 LabAnalyse Bedankt voor uw aandacht! Erik Emke, Annemieke Kolkman, Leo Puijker, Rosa Sjerps, Pim de Voogt, Dennis Vughs