Determination of Perchlorate in Drinking Water using Suppressed Anion Chromatography Coupled with Single Quadrupole MS

Význam tématu

Perchlorát je známý disruptor štítné žlázy, jehož přítomnost v pitné vodě může snižovat produkci hormonů. Jeho sledování je proto nezbytné pro ochranu veřejného zdraví a splnění regulačních limitů ve státních programech monitorování vody.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem studie bylo vyvinout a ověřit vysoce citlivou a selektivní metodu pro kvantitativní stanovení perchlorátu v pitné vodě. Metoda kombinuje potlačenou aniontovou chromatografii s jednocestným kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem, přičemž klade důraz na nízkou mezeru detekce (LOD) a robustní výkon v každodenním provozu.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byl sestaven systém s následujícím uspořádáním:

• Modulární chromatograf Shimadzu Prominence IC vybavený elektrolyticky regenerovaným supresorem.
• Konduktometrický detektor (CDD) pro kontinuální sledování eluátu.
• Divert ventil k odklánění frakce s perchlorátem do MS.
• Jednocestný kvadrupólový hmotnostní spektrometr LCMS-2020 s ESI rozhraním.
• Pomocný post-supresní tok acetonitrilu k zvýšení signálu v MS.

Podmínky separace:

• Eluent: typická zásaditá voda pro anionty.
• Průtok hlavního pumpy: 1,0 mL/min.
• Režim SIM pro ionty m/z 99 (35Cl16O4−) a 101 (37Cl16O4−).
• Regenerační tok supresoru: 1,0 mL/min čerstvé DI vody.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda poskytla lineární kalibraci v rozmezí 0,25–20 ppb s koeficientem determinace r2 > 0,9999 pro oba sledované ionty. Retenční časy vykázaly RSD < 0,3 %, plošné odpovědi RSD < 5 %. Poměr ploch m/z 99/101 při nízkých koncentracích odpovídal požadavkům EPA 332.0 (2,31–3,85). Recovery spikovaných vzorků dosáhly 96 % (2 ppb) a 99,3 % (10 ppb). Detekční limit metody byl stanoven na 0,05 ppb.

Chromatogram pitné vody ukázal rychlou separaci běžných aniontů do 4 min, přesměrování frakce perchlorátu v 5,5 min a detekci ve 7,4 min, kdy byla naměřena koncentrace 0,315 ppb.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Spolehlivou detekci perchlorátu na úrovni desítek ppt.
• Omezení kontaminace MS díky diverznímu ventilu.
• Rychlý a reprodukovatelný provoz v rámci každodenního monitoringu vod.
• Splnění kvality a selektivity vyžadované federálními a státními programy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další integrace modulárních IC systémů s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií, rozšíření metodiky na další aniontové kontaminanty či automatizované on-line monitorování zdrojů pitné vody. Vývoj potlačených supresorů a optimalizace eluentů může dále zvýšit citlivost a stabilitu analýz.

Závěr

Navržená kombinace potlačené aniontové chromatografie a jednocestného kvadrupólového MS prokázala vysokou citlivost, přesnost a reprodukovatelnost ve stanovení perchlorátu v pitné vodě. Metoda splňuje kritéria EPA 332.0 a je připravena k aplikaci v rutinním monitoringu kvality vody.

Reference

• EPA Method 332.0: Determination of Perchlorate by Ion Chromatography/Mass Spectrometry