Προσδιορισμός προϊόντων μετασχηματισμού αναδυόμενων ρύπων σε επιφανειακά ύδατα με τη χρήση υγρής χρωματογραφίας φασματομετρίας μάζας υψηλής διακριτικής ικανότητας
Creators: name: Αναγνωστοπούλου, Κυριακή Πέτρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Προϊόντα Μετασχηματισμού
Φασματομετρία μάζας υψηλής διακριτικής ικανότητας
Αναδυόμενοι ρύποι
Transformation Products
High resolution mass spectrometry
Emerging contaminants

description: Η ποιότητα των επιφανειακών υδάτων εξαρτάται από μια πληθώρα παραμέτρων, μεταξύ των οποίων και οι μικρορύποι ανθρωπογενούς προέλευσης, όπως οι φαρμακευτικές ενώσεις και τα φυτοφάρμακα. Πρόκειται για ενώσεις, οι οποίες καταλήγουν στο περιβάλλον μετά την εφαρμογή τους στον αγρό (φυτοφάρμακα) είτε μέσω της απέκκρισης από τον άνθρωπο ή της απευθείας διάθεσης των ληγμένων ή αχρησιμοποίητων σκευασμάτων στις αποχετεύσεις ή στα οικιακά απορρίμματα, έχοντας ως αποτέλεσμα η εκροή των ΜΕΥΑ να αποτελεί την κύρια οδό για την είσοδό τους στο υδάτινο οικοσύστημα (φάρμακα). Οι ενώσεις αυτές υπόκεινται σε βιοτικές (αερόβιες-αναερόβιες αποικοδομήσεις από μικροργανισμούς) και αβιοτικές διεργασίες (υδρόλυση , φωτόλυση κλπ.) μετά την είσοδό τους στο υδάτινο περιβάλλον, για αυτό και η μελέτη και ταυτοποίηση των προϊόντων μετασχηματισμού τους κρίνεται αναγκαία για την αξιολόγηση των αρνητικών επιπτώσεων τους στα υδάτινα οικοσυστήματα. Μία από τις τελευταίες τάσεις στην περιβαλλοντική ανάλυση είναι η φασματομετρία μάζας υψηλής διακριτικής ικανότητας (HR-MS) σε συνδυασμό με υγρή χρωματογραφία (LC) για την εξέταση δειγμάτων για «ύποπτες» ενώσεις, για τις οποίες ορισμένες μόνο πληροφορίες είναι διαθέσιμες ενώ τα πρότυπα αναφοράς δεν είναι διαθέσιμα για την πραγματοποίηση μιας στοχευμένης ανάλυσης. Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν ο προσδιορισμός προϊόντων μετασχηματισμού φαρμακευτικών ενώσεων και φυτοφαρμάκων σε επιφανειακά ύδατα, με υγρή χρωματογραφία συζευγμένη με φασματομετρία μάζας υψηλής διακριτικής ικανότητας, και συγκεκριμένα του αναλυτή Orbitrap, ενώ για την προκατεργασία των δειγμάτων χρησιμοποιήθηκε η τεχνικής της εκχύλισης δια της στερεάς φάσης (SPE). Για την «κατασκευή» της δυναμικής λίστας υπόπτων ενώσεων, λήφθηκαν υπόψη οι συχνά απαντώμενες αρχικές φαρμακευτικές ενώσεις και φυτοφάρμακα στα επιφανειακά ύδατα, οι υψηλά καταναλισκόμενες αλλά και τα διαθέσιμα βιβλιογραφικά δεδομένα για τα προϊόντα μετασχηματισμού φαρμακευτικών ενώσεων. Οι a priori πληροφορίες που εισήχθησαν στη βάση δεδομένων, ήταν ο μοριακός τύπος, η ακριβής μάζα του πρωτονιωμένου ή αποπρωτονιωμένου ψευδομοριακού ιόντος, η λειτουργία του ιοντισμού με ηλεκτροψεκασμό (θετικός/αρνητικός) και τα τυχόν διαθέσιμα από τη βιβλιογραφία ιόντα θραυσματοποίησης των υπόπτων ενώσεων. Τα κριτήρια για την ταυτοποίηση των υπόπτων ενώσεων ήταν η ένταση της κορυφής, το ισοτοπικό προφίλ και ο χρόνος κατακράτησης. Η επεξεργασία των αποτελεσμάτων οδήγησε στην πιθανή ταυτοποίηση περίπου 70 παραπροϊόντων φαρμακευτικών ενώσεων και 30 παραπροϊόντων φυτοφαρμάκων. Μάλιστα η αφθονία των ιόντων των παραπροϊόντων σε κάποιες περιπτώσεις ήταν μεγαλύτερη από αυτή της μητρικής ένωσης. Τέλος, έγινε εκτίμηση της οικοτοτοξικότητας όλων των πιθανών προϊόντων μετασχηματισμού με την βοήθεια του λογισμικού ECOSAR (Ecological StructureActivity Relationships)
description: Surface water quality depends on a variety of parameters, including microorganisms of anthropogenic origin, such as pharmaceutical compounds and pesticides. These are compounds that end up in the environment after their application in the field (pesticides) either through human excretion or the direct disposal of expired or unused formulations in sewers or household waste, resulting in the discharge of WWTPs to be the main route for their entry into the aquatic ecosystem (medicines). These compounds are subject to biotic (aerobic-anaerobic degradation by microorganisms) and abiotic processes (hydrolysis, photolysis, etc.) after their entry into the aquatic environment, therefore the study and identification of their transformation products is necessary for the evaluation of their effects on aquatic ecosystems. One of the latest trends in environmental analysis is high-resolution mass spectrometry (HR-MS) in combination with liquid chromatography (LC) to examine samples for "suspicious" compounds, for which only some information is available while reference standards are not available to perform a targeted analysis.The aim of the present study was to identify transformation products of drug compounds and pesticides into surface waters, by liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry, namely the Orbitrap analyzer, while for the pretreatment of the samples the technique of extraction (SPE) was used. In order to "construct" the dynamic list of “suspect” compounds, the frequently occurring initial drug compounds and pesticides in surface waters, the highly consumed compounds and the available bibliographic data of compounds transformation products were taken into account. The a priori information entered in the database was the molecular formula, the exact mass of the protonated or deprotonated pseudomolecular ion, the operation of the electrospray ionization (positive / negative) and any available ion fragmentations available from the literature. The criteria for the identification of the suspected compounds were the peak intensity, the isotopic profile and the retention time. The processing of the results led to the possible identification of about 100 transformation products of pharmaceutical compounds and 30 pesticides. In fact, the abundance of transformation products in some cases was greater than that of the parent compound. Finally, an evaluation of ecotoxicity for all possible transformation products of the aforementioned compounds was carried out by utilizing the ECOSAR software