Fondamenti: microinquinanti, parametri critici e matrice acquosa
I microinquinanti nell’acqua potabile comprendono farmaci residui, pesticidi, interferenti endocrini e metaboliti, spesso presenti a concentrazioni nell’ordine dei µg/L o anche nano/g/L. La loro natura chimica varia da polari (es. β-bloccanti) a lipofili (es. alcuni pesticidi), influenzando il comportamento analitico e il rilascio dalla matrice. La saturazione, definita come la concentrazione limite oltre la quale sostanze tossicologiche si accumulano oltre i meccanismi di auto-eliminazione dell’organismo, dipende da parametri fisico-chimici come pH, durezza, temperatura e presenza di sostanze interferenti come biofilm o particolato organico. La matrice acquosa, infatti, agisce come una fonte dinamica: i biofilm possono rilasciare composti anche dopo la filtrazione, mentre la complessità ionica modula la biodisponibilità. Ignorare questi fattori porta a misurazioni errate e a una sottostima del rischio reale.
Metodologie Analitiche di Precisione: LC-MS/MS e calibrazione avanzata
La tecnica di riferimento è la spettrometria di massa accoppiata a cromatografia liquida (LC-MS/MS) con quadrupolo a triplice massa, in grado di rilevare contaminanti a traccia (<1 µg/L) con elevata sensibilità e selettività. Calibrazione dinamica è essenziale: si utilizzano curve di risposta costruite con standard certificati (SRM) a concentrazioni decrescenti, da 0,1 µg/L fino a 100 µg/L, in matrici identiche o calibrate per effetto matrice. La scelta tra calibrazione interna e esterna dipende dalla complessità del campione: la interna, con aggiunta isotopica (SPA), minimizza variabilità strumentali, mentre l’esterna garantisce linearità su intervalli ampi. Per microinquinanti polari, la fase SPE con cartucce mista C18/SiO₂ è standard: C18 per composti lipofili, SiO₂ per polari, con eluimento ottimizzato in buffer fosfato tamponato a pH 7,0. La validazione richiede limite di rilevamento (<0,1 µg/L), linearità (R² > 0,995), e ripetibilità (CV < 10%) su almeno 5 aliquote.
| Parametro | Intervallo Tipico | Metodo Analitico | Obiettivo |
|---|---|---|---|
| Limite di Rilevamento | 0,05–0,1 µg/L | SRM certificati con spike | Minimizzare falsi negativi |
| Linearità | R² > 0,995 | Curve standard 5 punti | Affidabilità quantitativa |
| Ripetibilità | CV < 10% | Aliquote replicate in blocco | Stabilità intra-laboratorio |
Fasi Operative Dettagliate per la Calibrazione della Saturazione
La calibrazione esatta richiede un ciclo iterativo rigoroso. Ecco le fasi operative fondamentali:
Fase 1: Campionamento Rappresentativo
– Utilizzare contenitori in polipropilene o vetro inerti, lavati con acido perossiacetico e risciacquati con acqua deionizzata.
– Prelevare almeno 3 campioni in giorni diversi, evitando periodi di picco di utilizzo domestico.
– Conservare a 4°C durante il trasporto; se >24h, congelare a -20°C per preservare stabilità chimica.
– Registrare temperatura, pH (misurato con elettrodo calibrabile), e eventuale esposizione a cloro residuale.
Fase 2: Preparazione del Campione
– Filtrare con filtro da 0,45 µm in PTFE per rimuovere particolato e microbi.
– Concentrare il campione mediante evaporazione sotto vuoto (60–80°C) su trapano rotante per ridurre volume a <50 mL.
– Aggiungere 10% solvente interno isotopico (es. β-bloccante ¹⁴C-β-blocker) in matrice identica per correggere effetti di matrice (MME).
– Omologare la concentrazione con densitometro o titolazione calibrata.
Fase 3: Analisi Strumentale
– Ottimizzare cromatografia in modalità ESI positiva (30–50 min, 1,2 mL colonna C18 5 µm, 50 bar, 125°C).
– Impostare ionizzazione con gas portatore argo a 600–800°C e risoluzione quadrupolo >30.000.
– Eseguire scansioni in modalità SRM (Selected Reaction Monitoring) per target specifici (es. transizione MRM: m/z 124→123 per β-bloccanti).
Fase 4: Calibrazione Dinamica
– Preparare una serie di 6 standard in matrice campione (0,1–100 µg/L) con aggiunta interna.
– Determinare curve di risposta con regressione polinomiale di secondo grado.
– Calcolare coefficiente di correlazione e errore sistematico.
– Applicare correzione MME con aggiunta di standard in matrice, riducendo l’effetto soppressione/amplificazione ionica.
Fase 5: Correzione e Validazione
– Correggere saturazione usando modello di correzione MME:
> \[ C_{eff} = C_{misurata} \cdot \left(1 + f_{MME} \cdot [I] \right) \]
dove \(f_{MME}\) è il fattore di correzione derivato dai SRM, e