Measuring Cadmium in Water

Význam tématu

Kontaminace pitné vody kadmiem představuje významné riziko pro zdraví obyvatel. Kadmium se uvolňuje z pozinkovaných potrubí a slitin ve vodovodním systému. Světová zdravotnická organizace stanovila maximální koncentraci kadmia v pitné vodě na 3 μg/L. Grafitová pecová atomová absorpční spektroskopie (GFAAS) je díky své citlivosti a nákladové efektivitě ideální metodou pro detekci stopových množství kadmia ve vodě.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem popsaného postupu bylo demonstrovat použití inteligentní optimalizace měřicích parametrů vestavěným nástrojem Surface Response Methodology (SRM) v přístroji Agilent 240Z GFAAS. Studie zahrnovala měření standardů a vzorků pitné vody s přídavkem kadmia a verifikaci výsledků vůči referenčním materiálům a mezinárodním normám (ISO 15586, EPA Method 200.9, IS 10500 atd.).

Použitá metodika a instrumentace

Měření probíhalo na Agilent 240Z AAS s modulací Zeemanovy korekce pozadí, grafitovou trubicí Omega (pyrolyticky upravená) a autosamplerem PSD 120. Pro optimalizaci teplotních programů suchých kroků a atomizace byl využit nástroj SRM Wizard v softwaru přístroje. Jako nosné plyny se použil argon o čistotě 99,99 %. Chemická modifikace vzorku probíhala za přidání roztoků NH4H2PO4 a Mg(NO3)2.

• Hollow Cathode Lamp: kadmium (part no. 5610100800)
• Grafitová trubice: Omega platforma (part no. 6310003700)
• Autosampler: Agilent PSD 120
• Atomizér: Agilent GTA 120 Graphite Tube Atomizer
• Extraktor par a LED osvětlení: vestavěná extrakční přístrojová příslušenství
• Nástroj optimalizace: Surface Response Methodology Wizard

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace teplot žíhání a atomizace přinesla výsledné hodnoty přibližně 570 °C pro žíhání a 1533–1577 °C pro atomizaci. Charakteristická koncentrace byla stanovena na 0,035 µg/L, charakteristická hmotnost 0,57 pg a detekční limit 0,011 µg/L pro odběr objemu 20 µL. Recovery testy referenčního materiálu SPS SW1 ukázaly 98,1 % a u fortifikované pitné vody 101,7 %. Vysoká shoda teplot pro standard i vzorek potvrzuje vhodnost navržené modifikace.

Přínosy a praktické využití metody

Popisovaná GFAAS metoda poskytuje vynikající citlivost a přesnost stanovení kadmia s automatizovanou optimalizací parametrů. Díky Zeemanově korekci pozadí a místní extrakci par se zvyšuje selektivita a bezpečnost měření. Metoda snižuje spotřebu argonu a prodlužuje životnost grafitové trubice, což snižuje provozní náklady.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj lze očekávat v integraci umělé inteligence pro plně autonomní optimalizaci měřicích cyklů, rozšíření online monitoringu pitné vody a implementaci miniaturizovaných grafitových pecí pro terénní měření. Kombinace GFAAS s dalšími technikami separace umožní simultánní detekci více toxických kovů.

Závěr

Metoda měření kadmia v pitné vodě na Agilent 240Z GFAAS se SRM Wizardem a doplňky pro extrakci par je rychlá, citlivá a splňuje veškeré mezinárodní normy. Systém nabízí spolehlivou a nákladově efektivní analýzu vhodnou pro rutinní kontrolu kvality vody.

Reference

• World Health Organization 2011 WHO/SDE/WSH/03.04/80/Rev/1 Cadmium in Drinking-water
• Optimizing GFAAS ashing and atomizing temperatures using Surface Response Methodology, Agilent publication number 5991-9156EN