Die EU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) schafft "einen Rahmen für den Schutz von Binnenoberflächengewässern, Übergangsgewässern, Küstengewässern und Grundwasser". Jedes EU-Mitgliedsland muss den "chemischen Zustand" des Oberflächenwassers in jeder Flussgebietseinheit prüfen und regelmäßig auf eine Liste prioritärer Stoffe überwachen. Die verwendeten Analysemethoden müssen definierte Leistungskriterien erfüllen (Richtlinie 2009/90/EG der Kommission vom 31. Juli 2009).
Die GERSTEL EU-WFD-Analyse reduziert die benötigte Lösungsmittelmenge erheblich und bestimmt 100 Analyten, einschließlich der an Partikel adsorbierten Analyten, in nur 100 mL Wasserprobe. Zur Verdrängung der partikelgebundenen Analyten werden nur wenige mL eines überwiegend polaren Lösungsmittels benötigt. Die Analytenliste stellt einen umfangreichen Auszug aus der EU-WRRL, dem Durchführungsbeschluss (EU) 2015/495 der Kommission ("Watchlist") sowie der deutschen Oberflächengewässer-Verordnung (OGewV, Fassung Juli 2011) dar.
Die Analytextraktion erfolgt mittels Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) mit dem GERSTEL Twister®, einem glasummantelten Magnetrührstäbchen, das mit einer Extraktionsphase aus Polydimethylsiloxan (PDMS) beschichtet ist. Mit geringem manuellem Arbeitsaufwand kann eine große Anzahl von Proben gleichzeitig extrahiert werden. Während der Twister die Probe mischt, verteilen sich die Analyten zwischen der PDMS-Phase und der flüssigen Probenphase. Um das Spektrum der zu extrahierenden Verbindungen zu erweitern und partikeladsorbierte Verbindungen zu extrahieren, wird die von Ochiai et al. entwickelte sequentielle SBSE verwendet: Ein einzelnes Probenaliquot wird nacheinander von zwei Twistern unter unterschiedlichen Bedingungen extrahiert, in diesem Fall ohne und mit Lösungsmittelzusatz.
Anschließend werden beide Twister aus jeder Probe gleichzeitig in der GERSTEL-Thermal Desorption Unit (TDU) desorbiert und die Analyten im Cooled Injection System (CIS 4) fokussiert. Anschließend werden sie auf die GC-Säule übertragen, getrennt und mittels Triple-Quadrupol-MS-Detektion im Multi-Reaction-Monitoring (MRM)-Modus bestimmt, was zu einem einzigen Chromatogramm und Bericht mit allen Analyten führt. Die extrahierten Analyten werden für eine hochempfindliche Bestimmung quantitativ auf das GC-MS/MS übertragen.
Für die meisten Analyten werden LOQs im niedrigen zweistelligen bis niedrigen dreistelligen pg/L-Bereich erreicht. Die Methode wurde umfassend validiert, wobei die relativen Standardabweichungen für alle Verbindungen zwischen 1 und 15 % liegen und im Durchschnitt 6,9 % betragen. Die LOQ-Anforderungen der EU-WFD für Oberflächengewässer werden für alle Analyten mit Ausnahme von Cypermethrin, Heptachlor und Heptachlorepoxid erreicht. Bislang erreicht keine uns bekannte Technik die geforderten LOQs von 0,06 pg/L für Heptachlor und Heptachlorepoxid. Das EU-WRRL-Analysesystem wurde erfolgreich auf reale Wasserproben angewandt.
