Determination of Total Cyanide in Municipal Wastewater and Drinking Water Using Ion-Exclusion Chromatography with Pulsed Amperometric Detection (ICE-PAD)

Význam tématu

Analýza celkového kyanidu ve vodách je zásadní vzhledem k vysoce toxickým vlastnostem této látky, která brání buněčnému dýchání a může vyvolat dlouhodobé poruchy štítné žlázy. Regulace maximálních hladin stanovena EPA chrání veřejné zdraví i vodní ekosystémy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout rychlou, selektivní a citlivou metodu pro stanovení celkového kyanidu v pitné i odpadní vodě. Autoři kombinovali iontově-exkluzní chromatografii (ICE) s pulzní amperometrií (PAD) na platinné elektrodě a zjednodušili tradiční EPA postupy založené na složité destilaci.

Použitá instrumentace

• Ion chromatograf Thermo Scientific Dionex ICS-3000 (gradient pump, DC modul, ED detektor)
• Dionex IonPac ICE-AG1 strážní a ICE-AS1 analytický sloupec (4×250 mm)
• Dionex Chromeleon 6.8 CDS, PEEK rozvody a kotoučová kola
• Pulsní amperometrická buňka s pH-Ag/AgCl referenční a jednorázovou Pt pracovním elektrodou
• Systém MICRO DIST pro kyselou destilaci a zachytávání HCN
• Nylonové filtry (0,2 a 0,45 µm) a autosampler s chlazením

Použitá metodika

Vzorky se konzervují NaOH, pak se destilují s H2SO4/MgCl2 v MICRO DIST tubách. Uvolněný HCN se zachytí v 1 M NaOH, naředí na 250 mM NaOH. Chromatografie probíhá 50 mM metansulfonovou kyselinou, 0,2 mL/min, 30 °C, objem injekce 50 µL. Detekce PAD vlnou optimalizovanou pro kyselá eluenta.

Hlavní výsledky a diskuse

Limit detekce byl 0,27 µg/L, linearita r2 > 0,999 v rozsahu 1–25 µg/L. Preciznost (RSD) < 3 %, přesnost 97–102 % recovery. Ion-exkluze účinně vyloučila Cl– a rozlišila kyanid od sulfidu. Významné falešné pozitivy z kyselých rozkladů nitrátů, thiokyanatů a kyano­tů lze identifikovat a odstranit předúpravou.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlejší a méně náchylnou alternativu k distilaci a titraci. Přímá detekce minimalizuje údržbu elektrody, umožňuje sub-µg/L citlivost a je vhodná pro průmyslové i vodárenské laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace a online monitoring průtokových systémů
• Rozšíření na speciační analýzu organických kyanidů
• Integrace s bezreagenty technologií pro nižší provozní náklady
• Využití v dalších oblastech environmentalistiky a QA/QC

Závěr

Popsaná ICE-PAD metoda splňuje přísné požadavky na citlivost, selektivitu a přesnost při stanovení celkového kyanidu v pitné i odpadní vodě a představuje provozně úspornou alternativu tradičních postupů.

Reference

1. Simeonova P.; Fishbein L. Hydrogen Cyanide and Cyanides: Human Health Aspects. WHO, 2004.
2. APHA et al. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 20th ed., Method 4500-CN-C, 1998.
3. U.S. EPA Methods 335.2, 335.3, 335.4, 1980–1993.
4. Carr S.A.; Baird R.B.; Lin B.T. Wastewater derived interferences in cyanide analysis. Water Res. 1997, 31, 1543–1548.
5. Dionex (Thermo Fisher Scientific). Application Note 188, 2008.
6. Hach Company. MICRO DIST User Manual, 2008.
7. ASTM D19.06 Cyanide Task Group Research Report, 2008.