Determination of Macro and Micronutrients in Fertilizers using MP-AES

Význam tématu

Fertilizace je klíčová pro výživu rostlin a zvýšení výnosů. Kontrola obsahu makro- a mikroživin v hnojivech zajistí kvalitu výrobků a splnění legislativních požadavků (EU, USA, Čína). Analytické metody musí být přesné, rychlé a bezpečné pro rutinní provoz.

Cíle a přehled studie / článku

Studie hodnotí výkonnost mikrovlnou plazmovou emisní spektroskopie (MP-AES) pro kvantitativní stanovení šesti prvků (K, Ca, Mg, B, Mn, Mo) ve dvou minerálních a jednom organo-minerálním vzorku hnojiva. Cílem je porovnání s konvenčními technikami a prokázání praktické použitelnosti MP-AES.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky minerálních hnojiv byly ředěny 2000× v 1% HNO₃.
• Organo-minerální vzorek podroben mikrovlnné digesci s 9 mL HNO₃ a 1 mL H₂O₂ při 200 °C.
• Analýza proběhla na Agilent 4200 MP-AES s inertním nebulizérem OneNeb a dvojitě procházející cyklonovou komorou.
• Dodávka dusíku z tlakové láhve, automatická korekce pozadí a optimalizace průtoku v softwaru MP Expert.
• Parametry měření: průtok nebulizéru 0,45–1,0 L/min dle prvku, rychlost pumpy 15 rpm, stabilizace 15 s, 3 replikace.
• Kalibrace tříbodovými standardy (rozsahy 0,05–200 mg/L), linearita R > 0,998 pro všechny prvky.

Hlavní výsledky a diskuse

• Kalibrační křivky pro Mn (403,076 nm) a Mg (518,360 nm) prokázaly vynikající linearitu až do 2 ppm a 50 ppm.
• Stanovení reálných vzorků vykázalo recovery 96–109 %, potvrzující přesnost metody.
• MP-AES umožňuje současné měření hlavních a stopových prvků bez změn analytických podmínek.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlejší analýza než FAAS, bez potřeby hořlavých plynů.
• Snížené provozní náklady a jednodušší údržba.
• Bezpečné a automatizované měření vhodné pro vysokoprodukční laboratoře.
• Splnění regulačních norem EU, USA i Číny.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na analýzu půd, rostlinných vzorků a dalších matrik.
• Integrace s automatizovanými vzorkovači a pokročilou datovou analýzou v rámci Industry 4.0.
• Vývoj přenosných verzí MP-AES pro laboratorní i terénní použití.
• Hyphenované techniky pro speciační analýzu živin.

Závěr

MP-AES představuje spolehlivou, rychlou a nákladově efektivní alternativu k FAAS pro rutinní stanovení makro- a mikroživin v hnojivech. Metoda nabízí vynikající linearitu, reprodukovatelnost a bezpečný provoz bez použití nebezpečných plynů.

Reference

• Regulation (EC) No 2003/2003 of the European Parliament and of the Council, Official Journal L 304, 2003.
• Decreto Legislativo 2010, n.75, Itálie.
• US EPA, Laws and Regulations that Apply to Your Agricultural Operation by Statute, 2018.
• Ministry of Agriculture of China, Regulations on the Implementation of the Food Safety Law, 2017.