Spotřební materiál, Iontová chromatografie, LC kolony
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Účinná a citlivá analýza stopových koncentrací oxyhalidů (chlorit, chlorát, bromát) a bromidu v pitné vodě je klíčová pro zajištění zdravotní nezávadnosti. Tyto sloučeniny vznikají jako vedlejší produkty dezinfekce (DBP) chlorováním, ozonací či ozařováním UV zářením a mají prokázané karcinogenní či toxické účinky. Regulace bromátu v pitné vodě na úrovni 10 μg/L (MCL) vyžaduje metody s nízkými limity detekce a spolehlivou přesností.
Cíle a přehled studie / článku
Studie demonstruje využití hydroxid-selektivního Dionex IonPac AS27 sloupce v kombinaci s elektrolytickým generátorem elučního činidla (RFIC) pro separaci a kvantifikaci stopových jednosytných i vícesytných aniontů včetně bromátu v přítomnosti ethylendiaminového (EDA) konzervantu. Hlavním cílem bylo zlepšit rozlišení bromátu od chloridu a interferencí vznikajících přítomností EDA a dosažení detekčních limitů výrazně nižších než u dosud používaného AS19 sloupce.
Použitá metodika a instrumentace
Soustava:
- Dionex ICS-5000+ HPIC s eluentním generátorem EGC-500 (KOH) a aniontovým potlačovačem AERS-500.
- Kolony: Guard AG27 (4×50 mm) a analytický AS27 (4×250 mm).
- Autosampler AS-AP s injekční smyčkou 250 μL.
- Ovládání a zpracování dat: Chromeleon CDS v7.2.
Eluce a detekce:
- Iontová chromatografie s hydroxidovým gradientem (12–60 mM KOH) pro rozlišení chloritu, bromátu, chlorátu a bromidu do 30 minut.
- Přímá injekce vzorku po filtraci a konzervaci EDA.
- Snímaní potlačenou vodivostní detekcí v recyklačním režimu.
Reagencie a příprava:
- Standarty aniontů (chlorit, bromát, chlorát, bromid, DCA, aj.) 1 000 mg/L v DI vodě s měsíční stabilitou pro většinu aniontů; chlorit 2 týdny.
- Konzervační roztok: 100 mg/mL EDA (50 μL/100 mL vzorku) a surrogate DCA (1 mg/L finálně).
Hlavní výsledky a diskuse
- QAR test sloupce v isokratickém režimu (20 mM KOH) potvrdil rozlišení 9 aniontů včetně bromátu do 30 minut.
- Hydroxidový gradient zajistil lepší separaci bromátu od chloridu a interferencí z EDA než u Dionex AS19.
- Metoda dosahuje MDL pro bromát 0,12 μg/L (r² kalibrace 0,9990) – o 60 % nižší než u AS19; ostatní anionty MDL 0,10–0,21 μg/L.
- Lineární rozsahy 1–500 μg/L s korelačním koeficientem >0,999.
- QCS (50 μg/L chlorit, chlorát, bromid; 5 μg/L bromát; 1 000 μg/L DCA) v sedmi replikátech: průměrné recovery 92,6–99,4 %, přesnost ret. času ≤0,02 % a plochy ≤1,23 % RSD.
- Fortifikace náhodných vzorků pitné vody (nízká i vysoká iontová síla) ukázala recovery 82,9–108,2 % pro DBP anionty a 96,4–99,9 % pro DCA.
- Speciální HIW matrix (100 mg/L Cl⁻, CO₃²⁻, SO₄²⁻; 10 mg/L NO₃⁻–N, PO₄³⁻–P) prokázala praktickou použitelnost i v zatížených technických vzorcích.
Přínosy a praktické využití metody
Nová metoda nabízí:
- Vyšší selektivitu pro bromát v přítomnosti chloridu a EDA než dřívější sloupce (AS19).
- Nižší detekční limity vhodné pro splnění regulačních požadavků WHO, EPA a EU.
- Zjednodušenou přípravu vzorku a přímou injekci bez post-column derivatizace.
- Vysokou reprodukovatelnost a přenositelnost mezi laboratořemi díky RFIC.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření analýzy na další DBP (vícehalogenované organické kyseliny) a kombinace s hmotnostní spektrometrií pro strukturální potvrdění.
- Vyšší dimenzionální chromatografie (2D IC) pro sub-μg/L analýzy bez nutnosti předkoncentrace.
- Automatizace a miniaturizace IC systémů pro on-line monitorování kvality vody v reálném čase.
- Implementace pokročilých eluentních generátorů s variabilními gradienty a samooptimalizací metod pomocí AI.
Závěr
Dionex IonPac AS27 v kombinaci s elektrolytickým generátorem elučního činidla nabízí vysoce citlivou, robustní a reprodukovatelnou metodu pro separaci a kvantifikaci stopových DBP aniontů a bromidu v pitné i technické vodě. Získané nízké limity detekce, vynikající rozlišení a přesné recovery potvrzují vhodnost této metody pro rutinní kontrolu kvality vody podle mezinárodních norem.
Reference
- Drinking Water Treatment; U.S. Environmental Protection Agency, 1999.
- Disinfectants and Disinfection By-Products; IPCS–EHC 216; WHO, 2000.
- Kemsley J., Chem. Eng. News 2008, 85(52), 9.
- Wagner H.P. et al., J. Chromatogr. A 1999, 850, 119–129.
- WHO Background Document for Bromate in Drinking Water, 2005.
- U.S. EPA National Primary Drinking Water Regulations: Disinfectants and Disinfection By-Products, 1998.
- Directive 98/83/EC on Quality of Water Intended for Human Consumption, 1998.
- Ministry Directive No. 101 (Japan), 2002.
- Directive 2003/40/EC on Mineral Waters, 2003.
- Method 300.1: Inorganic Anions by IC; U.S. EPA, 1997.
- Method 317.0: Oxyhalide DBPs by IC with Postcolumn Reagent; U.S. EPA, 2001.
- Method 326.0: Oxyhalide DBPs by IC with Acidified Reagent; U.S. EPA, 2002.
- Thermo Scientific AN 167: Oxyhalides and Bromide by RFIC, 2004 (rev. 2014).
- Thermo Scientific AN 168: DBP Anions and Bromide by RFIC with o-Dianisidine, 2005 (rev. 2013).
- Thermo Scientific AN 171: DBP Anions and Bromide by RFIC with Acidified On-line Reagent, 2006 (rev. 2013).
- Thermo Scientific AN 187: Sub-μg/L Bromate by 2D IC, 2007 (rev. 2013).
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.