Acque superficiali , potabili e sotterranee Rieti 26-27 novembre 2009 Formazione nelle tecniche di estrazione E preparazione Del campione su matrici ambientali e alimentari Acque superficiali , potabili e sotterranee Maurizio Guidotti Arpalazio Sezione di Rieti

microestrazione liquido-liquido “ Rieti 26-27 novembre 2009 “Applicazione della tecnica di microestrazione liquido-liquido “ Estrazione di 500-1000 ml di acqua con 1 ml di solvente apolare tramite agitatore magnetico con stirrer a circa 5000 rpm.

Fasi microestrazione liquido-liquido Rieti 26-27 novembre 2009 Fasi microestrazione liquido-liquido Immissione di acqua distillata Prelievo fase organica Agitazione per 30 min a 5000 rpm

IPA in acque potabili e superficiali Rieti 26-27 novembre 2009 IPA in acque potabili e superficiali Un pallone con 500 ml campione + 30 g NaCl + 1ml soluzione isottanica di perilene-d12 a 0.1 µg/ml ed un ancoretta magnetica viene posto su un agitatore magnetico a 4000 rpm per 30 minuti Analisi in GC-MS modalità SIM Recupero CV% Fluorantene 101 5.7 Benzo(b)fluorantene 95 6.5 Benzo(k)fluorantene 98 7.3 Benzo(a)pirene 89 8.2 Indeno123cdpirene 73 6.9 Benzo(ghi)perilene 68 7.8

NONILFENOLO in acque superficiali Rieti 26-27 novembre 2009 NONILFENOLO in acque superficiali Un pallone con 500 ml campione + 40 g NaCl + 1ml soluzione isottanica di Perilened12 a 1.0 µg/ml ed un ancoretta magnetica viene posto su un agitatore magnetico a 4000 rpm per 30 minuti. Finita l’agitazione e lasciate separare le due fasi 1 µl della soluzione isottanica viene prelevato tramite l’utilizzo dell’apposito apparato in vetro Analisi GC-MS modalità SIM ioni monitorati: - nonilfenolo : 107, 113, 135, 191 m/z - perilene d12 : 264 m/z Recupero : 102% Standard a 2.0 µg/ml Campione arricchito a 4.0 µg/l Campione fiume Turano 0.04 µg/l

PCBs in acque potabili e superficiali Rieti 26-27 novembre 2009 PCBs in acque potabili e superficiali Un pallone con 500 ml campione arricchito con gli standard surrogati a 0.02 µg/l+ 30 g NaCl + 1ml soluzione isottanica di standard di siringa a 1.0 µg/ml ed un ancoretta magnetica viene posto su un agitatore magnetico a 4000 rpm per 30 minuti Tramite l’apposito apparato in vetro viene successivamente prelevato 1 µl della soluzione isottanica ed iniettata nel GC-MS operante in modalità SIM Standard a 0.02µg/ml in ciascun congenere RECUPERO 91 – 98%

St surrogati e di siringa St surrogati e di siringa Rieti 26-27 novembre 2009 Standard 0.02 µg/ml Recupero a 0.04 µg/l St surrogati e di siringa St surrogati e di siringa Nativi Nativi

“Applicazione della tecnica di microestrazione Rieti 26-27 novembre 2009 Formazione sulle tecniche di preparazione e purificazione del campione in matrili ambientali ed alimentari “Applicazione della tecnica di microestrazione in fase solida ( SPME ) “

Messa a punto di un metodo SPME Rieti 26-27 novembre 2009 Messa a punto di un metodo SPME 1) Selezione del tipo di fibra (il simile scoglie il simile) 2) Scelta del tipo di estrazione: diretta (per immersione) spazio di testa (minor tempo per l’equilibrio) 3) Scelta della tecnica di agitazione: agitazione magnetica 4) Determinazione del tempo di estrazione 5) Ottimizzazione condizioni di estrazione: temperatura, pH (analiti acidi o basici) aggiunta di sali (NaCl) 6) Ottimizzazione condizioni di estrazione: liner a minimo volume (0.75 mm) temperatura iniettore (carry over)

VALIDAZIONE DEL METODO Rieti 26-27 novembre 2009 VALIDAZIONE DEL METODO 1) Curva di calibrazione: almeno quattro punti ciascuno risultante dalla media di tre distinte determinazioni 2) Precisione: CV calcolato da sette determinazioni dello stesso campione addizionato dell’analita 3) Limite di determinazione: definito come la concentrazione capace di dare un picco gascromatografico di altezza pari a tre volte il rumore di fondo.

Composti organici volatili in acque potabili Evoluzione normativa: Rieti 26-27 novembre 2009 Composti organici volatili in acque potabili MURI 201 Evoluzione normativa: Le acque destinate al consumo umano, dal punto di vista normativo,si collocano nella legislazione alimentare, essendo una delle matrici più esposte ad inquinamento antropico. A livello comunitario il quadro normativo ha subito recentemente sostanziali cambiamenti. DPR 236 D lgs 31 La nuova normativa rafforza i criteri di valutazione e introduce nuovi parametri tra i quali il benzene e l’ 1,2-dicloroetano

VALIDAZIONE DEL METODO Rieti 26-27 novembre 2009 VALIDAZIONE DEL METODO ACCREDITATO SINAL : UNICHIM 1210 approvato come norma UNI 10899 Determinazione di idrocarburi volatili (VOC) e idrocarburi volatili alogenati (VOX) Metodo per microestazione su fase solida SPME e gascromatotografia capillare

Rieti 26-27 novembre 2009 10 min HS PDMS 100 µm 5 ml acqua +1.5 g NaCl in vial da 10 ml 2 min 230°C 60 min 500 C GC-MS Vocol 30 m x 0.25 mm x 0.25 µm 500 C

PDMS 100m CARBOXEN/PDMS 85 m Rieti 26-27 novembre 2009 10 11 9 6 benzene 8 4 1 3 5 2 7 12 CARBOXEN/PDMS 85 m 10 11 6 9 benzene 5 3 8 1 4 7 12 2

Limite Rilevabilità (ng/l) Rieti 26-27 novembre 2009 RISULTATI Analita Ioni monitorati CV (%) Limite Rilevabilità (ng/l)   Quantif. Qualif. PDMS CARB/PDMS Cloroformio 83 85 , 47 8.1 80 5 1,1,1 tricloroetano 97 117, 61 6.7 100 8 Benzene 78 77, 52 7.8 40 2 Tricloroetilene 130 132, 95 9.0 30 4 Diclorobromometano 85, 129 10.8 42 Toluene 91 92, 65 6.6 12 1 Dibromoclorometano 129 127, 91 8.3 21 6 Tetracloroetilene 166 129, 94 10 Etilbenzene 106, 77 8.4 m+p xilene 7.4 9 o-xilene 4.7 15 Bromoformio 173  6.3 Limiti acque sotterrane per i 18 alifatici alogenati > 50 ng/l tranne che per 1,2,3,tricloropropano e 1,2 dibromoetano per i quali il limite è 1 ng/l

La stessa procedura è stata applicata nella determinazione Rieti 26-27 novembre 2009 La stessa procedura è stata applicata nella determinazione dell’ 1,2-dicloroetano per il quale la normativa vigente prevede un valore di parametro pari a 0,3g/l ed un limite di rilevabilità del 10% di tale valore. Con la fibra CARBOXEN/PDMS è stato possibile determinare la presenza di1,2-dicloroetano con un limite di rilevabilità di 20 ng/l Cloroformio 1,2 dicloroetano 3 benzene Tricloroetilene Diclorobromometano Dibromoclorometano Tetracloroetilene bromoformio Miscela standard ciascuno a 2 µg/l

Solventi aromatici in acque sotterranee Rieti 26-27 novembre 2009 Solventi aromatici in acque sotterranee Stesso campione a 50 µg/l in ciascun analita CARBOXEN/PDMS PDMS 100 µm Peak# Ret Time Type Width Area Start Time End Time 1 4.869 BB 0.067 11789462 4.729 5.054 2 7.574 BV 0.083 68812560 7.425 7.907 3 10.266 BB 0.050 73439840 10.132 10.665 4 12.390 BV 0.043 65597858 12.304 12.475 5 12.546 VV 0.045 108182845 12.475 12.868 6 13.090 BB 0.053 97475489 12.925 13.458 Peak# Ret Time Type Width Area Start Time End Time 1 4.869 BB 0.071 1041559 4.734 5.066 2 7.666 BB 0.056 3226906 7.550 7.955 3 10.295 BB 0.049 8753463 10.182 10.549 4 12.395 BV 0.045 11835808 12.269 12.485 5 12.549 VB 0.047 20116164 12.485 12.755 6 13.088 BB 0.060 18144558 12.917 13.280 Limiti acque sotterranee 1÷50 µg/l LR benzene < 50 ng/l

Solventi alogenati in acque sotterranee Rieti 26-27 novembre 2009 Solventi alogenati in acque sotterranee Stesso campione a 2.0 µg/l in ciascun analita PDMS 100 µm CARBOXEN/PDMS 60000 7000

PESTICIDI IN ACQUA 30 min Rieti 26-27 novembre 2009 5 ml campione + Boll. Chim. Igien. 46(1995)445. 5 ml campione + 1.6 g NaCl + ancoretta 30 min PDMS 100 µm 3 min 250°C GC-MS HP5-MS 30m x 0,25mm x 0,25 µm STIRRER RISULTATI CV LR (ng/l) 1 hexachlorobenzene 9,80% 8 2 lindano 10% 2 3 fonofos 9,20% 3 4 chlorothalonil 10,20% 3 5 alachlor 4,50% 4 6 pirimiphos methyl 11,20% 5 7 pp' DDE 8,80% 2 9 pp' DDD 8,90% 2 Cromatogramma 0.4 µg/l

PESTICIDI IN VINO 30 min Rieti 26-27 novembre 2009 PDMS 100 µm Food Additives and Contaminants, 15(1998)280. 30 min PDMS 100 µm 5 ml campione diluito 1:10 + 1.6 g NaCl + ancoretta 3 min 250°C GC-MS HP5-MS 30m x 0,25mm x 0,25 µm STIRRER RISULTATI CV LR (ng/l) 1 trifluralin 14% 150 2 lindano 16% 400 3 terbutilazina 11% 550 4 vinclozolin 18% 100 5 carbaril 11% 2000 6 malathion 10% 300 7 parathion 13% 200 9 procimidone 15% 200 Altri 5 9÷16% 75÷5500

10 ml campione di tè diluito 1:100 + Rieti 26-27 novembre 2009 CAFFEINA IN BEVANDE   Industria delle Bevande XXIX(2000)595. 10 ml campione di tè diluito 1:100 + 1.6 g NaCl + ancoretta 30 min Carboxen/PDMS65 µm 3 min 250°C GC-MS HP5-MS 30m x 0,25mm x 0,25 µm STIRRER Caffeina in tè freddo commerciale 2÷37 mg/l Caffeina in caffè espresso 4121 mg/l Caffeina in caffè moka 518 mg/l CV 10.9% LR 3 µg/l

ERBICIDI TRIAZINICI IN ACQUA Rieti 26-27 novembre 2009 Deisopropilazina Destilatrazina simazina atrazina propazina terbutilazina ametrina prometrina cianazina ERBICIDI TRIAZINICI IN ACQUA STUDIATI EFFETTI: - variazione del pH - aggiunta di NaCl - linearità - deviazione standard - limite rilevabilità J. Chromatrog.A 795(1998)371 METODO UNICHIM n°1211 STUDIO INTER-LABORATORIO Campione incognito contenente le specie in esame nel range 50 - 120 ng/l 10 ml CAMPIONE 3.0 g NaCl ancoretta magnetica 30 min Carbowax/DVB 65 µm 3 min 250OC GC-MS SIM HP5-MS 30 m x 0.25 mm x 0.25 µm STIRRER

Rieti 26-27 novembre 2009 RISULTATI S Conc. media Conc. “vera” LR medio INTERLABOR. ng/l ng/l ng/l DESISOPROPILATRAZINA - 102 120 20 DESTILATRAZINA 15.0 98 100 20 SIMAZINA 1.7 54 50 20 ATRAZINA 4.5 78 70 7 PROPAZINA 4.8 63 60 7 TERBUTILAZINA 0.6 96 90 4 AMETRINA 11.0 123 110 10 PROMETRINA 15.0 134 120 10 CIANAZINA 14.0 87 80 24 3 4 1 - SIMAZINA 2 - ATRAZINA 3 - TERBUTILAZINA 4 - AMETRINA 2 1 Campione a 0.2 µg/l

IPA IN ACQUA 30 min Rieti 26-27 novembre 2009 PDMS 100 µm      Boll. Chim. Igien. 49(1998)167. 30 min PDMS 100 µm 5 ml campione+ 1.6 g NaCl + ancoretta 3 min 270°C GC-MS HP5-MS 30m x 0,25mm x 0,25 µm STIRRER Cromatogramma TIC 0.2 µg/l Ioni 252 m/z e 276 m/z

Parametri previsti nelle acque sotterranee delle bonifiche Rieti 26-27 novembre 2009 IPA IN ACQUA RISULTATI CV LR (ng/l) 1 benzo(b)fluorantene 5.0% 8 2 benzo(k)fluorantene 6.8% 8 3 benzo(a)pirene 10.2% 13 4 indeno(123cd)pirene 3.9% 18 5 benzo(ghi)perilene 3.8% 18 Parametri previsti nelle acque sotterranee delle bonifiche Limiti 10÷50000 ng/l

Parametri previsti nelle acque sotterranee delle bonifiche Rieti 26-27 novembre 2009 CLOROBENZENI IN ACQUA Boll. Chim. Igien. 47(1996)37. 30 min PDMS 100 µm 5 ml campione+ 1.6 g NaCl + ancoretta 3 min 270°C GC-MS HP5-MS 30m x 0,25mm x 0,25 µm STIRRER Parametri previsti nelle acque sotterranee delle bonifiche Limiti 0.01÷170 ng/l CV 3.7 ÷ 7.4 LR 20 ÷ 100 ng/l 1) clorobenzene 2,3,4) diclorobenzeni 5)2,4,6-triclorobenzene 6) tetraclorobenzene 7) pentaclorobenzene 8) esaclorobenzene

CLOROFENOLI IN ACQUA 30 min Parametri previsti nelle acque Rieti 26-27 novembre 2009 CLOROFENOLI IN ACQUA Annali di Chimica 88(1998)629. 30 min POLIACRYLATE 5 ml Campione+HCL + 1.6 g NaCl + ancoretta 3 min 270°C GC-MS HP5-MS 30m x 0,25mm x 0,25 µm STIRRER Standard a 2.0 µg/l Parametri previsti nelle acque sotterranee delle bonifiche Limite 0.5÷180 µg/l CV 5.1 ÷ 13.1 LR 4 ÷ 10 ng/l 1) 2-clorofenolo 2)2,4-diclorofenolo 3) 2,4,6-triclorofenolo 4) pentaclorofenolo

DETERMINAZIONE ORGANOSTANNICI IN ACQUA Rieti 26-27 novembre 2009 DETERMINAZIONE ORGANOSTANNICI IN ACQUA Annali di Chimica 87(7-8)1997 UTILIZZO: come stabilizzanti nella produzione del PVC, come biocidi e come conservanti per il legno specialmente nelle vernici nautiche. DERIVATIZZAZIONE CON SODIO TETRAETIL BORATO dibutilstannato dibutildietilstannato tributilstannato tributiletilstannato tetrabutilstannato tetrabutilstannato

Rieti 26-27 novembre 2009 30 min PDMS 100 µm 3 min 250°C 5 ml campione + 2.5 ml tampone a pH 5 + 100 µl sol. STEB 1% 5 ml campione 2.5 ml buffer pH 5 100 µl sol. STEB 1% Derivatizzazione istantanea GC-MS SIM HP5-MS 30 m x 0.25 mm x 0.25 µm STIRRER

Rieti 26-27 novembre 2009 1 2 3 RISULTATI CV LR (ng/l) r ( 1-50µg/l) 1 Dibutilstannato 11.7% 80 0.997 2 Tributilstannato 8.9% 120 0.994 3 Tetrabutilstannato 12.3% 450 0.993 1 2 3

DETERMINAZIONE Se4+ IN ACQUE POTABILI Rieti 26-27 novembre 2009 DETERMINAZIONE Se4+ IN ACQUE POTABILI J. AOAC Inter. 83(2000)1082 SELENIO: indispensabile al funzionamento dell’organismo ma tossico se introdotto in quantità eccessiva. Necessità di speciazione nelle acque potabili , Se4+ la specie pericolosa. Sodio tetraetil borato derivatizzazione istantanea Se4+ etano 1,1 selenobis Se6+ Se6+ 12 ml acqua + 2.5 ml tampone a pH 4 + 100 µl sol. STEB 1% in acqua In vial da 20 ml 20 min HS PDMS 100 µm Per 10 minuti 3 minuti 250oC Split a 3 minuti GC-MS SIM HP5-MS 30 m x 0.25 mm x 0.25µm

138,136,123 m/z Rieti 26-27 novembre 2009 RISULTATI CV ( 2.0 µg/l) 10.2% LR 166 ng/l r (1-100 µg/l) 0.997 IONI MONITORATI: 138,136,123 m/z Campione arricchito a 2 µg/l

Se (IV) IN ACQUE POTABILI Rieti 26-27 novembre 2009 Se (IV) IN ACQUE POTABILI J. High Resol. ChRietitogr. 22(1999)414 Tossicità Se (IV) > Tossicità Se (VI) Se (IV) + 4,5-dicloro-1,2-fenilendiammina Derivatizzazione data solo dal Se(IV) Piazselenolo complex 30 min PDMS 100 µm 5 ml campione + 150 µl HCl 10%+ 200 µl derivatizzante 1% 3 min 250°C GC-MS SIM HP5-MS 30 m x 0.25 mm x 0.25 µm STIRRER

Rieti 26-27 novembre 2009 RISULTATI CV ( 0.5 µg/l ) 11.2% Ctogramma in SCAN standard 200 µg/l Spettro di massa picco a tr 13.90 min RISULTATI CV ( 0.5 µg/l ) 11.2% ( 5.0 µg/l ) 9.0% ( 50 µg/l ) 6.6% LR 6 ng/l r ( 0.05 - 100 µg/l ) 0.998 cromatogramma SIM campione a 0.2 µg/l

Hg 2+, CH3Hg+ e Se (IV) IN ACQUE Rieti 26-27 novembre 2009 Hg 2+, CH3Hg+ e Se (IV) IN ACQUE Boll. Chim. Igien. 49(1998)227 DERIVATIZZAZIONE CON SODIO TETRAETILBORATO (STEB) Hg2+ dietil mercurio CH3Hg+ etil metil mercurio Se4+ etano 1,1 seleno bis 8 ml campione + 1.5 ml buffer pH 4 + ancoretta magnetica+ 100 µl sol. STEB 1% 30 min PDMS 100 µm 2 min 230°C GC-MS SIM COLONNA: SPB1 30 x 0.25 x 1.00 STIRRER

Rieti 26-27 novembre 2009 RISULTATI CV LR % ng/l 1 - Se4+ 9.1 172 2 - Hg2+ 10.1 170 3 - CH3Hg+ 7.9 107 3 1 2 cromatogramma campione 2 µg/l

MTBE IN ACQUE SOTTERRANEE Rieti 26-27 novembre 2009 MTBE IN ACQUE SOTTERRANEE American Laboratory 34(2002)34 Utilizzato come antidetonante nei combustibli per autotrazione Particolarmente solubile in acqua Ritrovata in molte acque sotterranee Considerato un possibile cancerogeno dall’EPA La sua ricerca viene consigliata dall’ISTISAN in caso di bonifiche di suoli con presenza di impianti di distribuzione carburanti proponendo un limite di 40 µg/l. Sono state testate due fibre quella di PDMS da 100 µm e quella di Carboxen/PDMS da 75 µm. Quella di Carboxen/PDMS ha portato ad un netto miglioramento della sensibilità del metodo

Ioni monitorizzati: 73, 57, 43 m/z Rieti 26-27 novembre 2009 Risultati CV 10.1 % LR 16 ng/l Standard a 2.0 µg/l

PIOMBO TETRAETILE IN ACQUE SOTTERRANEE Rieti 26-27 novembre 2009 PIOMBO TETRAETILE IN ACQUE SOTTERRANEE Utilizzato in passato come antidetonante nei combustibli per autotrazione Ritrovata in molte acque sotterranee Considerato un indice di inquinamento da carburanti La sua ricerca viene consigliata dall’ISTISAN in caso di bonifiche di suoli con presenza di impianti di distribuzione carburanti. - L’ISS propone un limite di 0.1 µg/l. E’ stata utilizzata la fibra di PDMS da 100 µm 5 ml campione + 1.6 g NaCl+ stirrer. Campionamento per immersione sotto agitazione Per 30 minuti

Ioni monitorizzati: 295 , 237 m/z Rieti 26-27 novembre 2009 Risultati CV 15.1 % LR 0.02 µg/l Ioni monitorizzati: 295 , 237 m/z Standard a 1.0 µg/l

INDAGINE SU CAMPIONI INCOGNITI Rieti 26-27 novembre 2009 INDAGINE SU CAMPIONI INCOGNITI 5 ml campione+ 1.5 g NaCl+ ancoretta 30 min. PDMS/DVB 65 µm 2 min. 250°C GC-MS SCAN Colonna: PTE5 30m x 0.25mm x 0.25 µm STIRRER 1- Toluene 50 µg/l 2- Clorobenzene “ 3- 2,4 diclorofenolo “ 4- difenilammina “ 5- terbutilazzina “ 6- Pirene “ 7- Dieldrin “ 4 5 7 1 6 2 3