Determination of Chlorite, Bromate, Bromide, and Chlorate in Drinking Water by Ion Chromatography with an On-Line-Generated Postcolumn Reagent for Sub-μg/L Bromate Analysis

Význam tématu

Monitorování anorganických oxyhalidů (chlorit, chlorát, bromid, bromát) ve vodě je klíčové pro ochranu veřejného zdraví. Bromát je považován za potenciální karcinogen i při nízkých µg/l hladinách. Světová zdravotnická organizace i EPA stanovily přísné limity a požadují vysoce citlivé a spolehlivé analytické metody.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem je popsat vylepšenou iontově chromatografickou metodu odpovídající EPA Method 326.0, která kombinuje potlačenou vodivostní detekci pro chlorit, chlorát a bromid s postkolonní reakcí a UV detekcí pro citlivé stanovení bromátu na úrovni pod µg/l.

Použitá metodika a instrumentace

Popis metody:

• Separace aniontů na kolonce Dionex IonPac AS9-HC (guard AG9-HC + analytická AS9-HC).
• Eluce 9 mM Na₂CO₃, průtok 1,3 ml/min, teplota 30 °C.
• Potlačená vodivostní detekce pomocí Dionex Anion Atlas elektrolytické potlačovače (external water mode, 78 mA).
• Postkolonní reakce: in situ generované HI z KI reaguje s BrO₃⁻ za vzniku I₃⁻, detekce UV při 352 nm.
• PCR modul PC10, reakční coil, PCH-2 ohřev na 80 °C.
• Potřebné doplňkové supresory: Dionex AMMS 300 (chemická regenerace), OnGuard H (odstranění Fe²⁺ po úpravě vzorku).

Hlavní výsledky a diskuse

• Metoda dosahuje MDL 1,1 µg/l pro chlorit, bromid a chlorát (vodivostní detekce) a 0,06 µg/l pro bromát (UV po PCR).
• Linearita kalibrací r² ≥ 0,9994 v rozsahu 5–1000 µg/l (chlorit, bromid, chlorát) a 0,5–15 µg/l (bromát UV).
• Chromatogramy ukazují dobrou separaci a citelnost i při spojené detekci vodivost/UV.
• Přímé analýzy vzorků pitné a balené vody i vzorků s vysokým obsahem matrix (>100 mg/l chlorid, karbonát, sulfát) prokázaly recovery 95–115 %.
• Interference od chloritu při stanovení bromátu lze eliminovat úpravou vzorku FeSO₄ a následným odstranením srážek a kationexem.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje spolehlivou kontrolu DBP a bromátu na požadovaných hladinách pro dodržení EPA pravidel.
• Online-generovaný HI zvyšuje citlivost a eliminuje riziko práce s toxickým o-dianizidinem.
• Minimalizuje čas přípravy a riziko kontaminace díky přímé injekci s minimální předúpravou.
• Metoda je vhodná pro rutinní QA/QC i výzkum v oblasti pitné vody a vodárenského průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro širší spektrum aniontů a nižší detekční limity.
• Automatizace přípravy vzorků a on-line monitoring disinfekčních procesů.
• Vývoj nových typů supresorů a kobinitovaných detektorů ke zvýšení stability a citlivosti.
• Aplikace na odpadní vody, průmyslové výluhy a prostředí s komplexním složením aniontů.

Závěr

Popsaná IC-PCR metoda s kombinovanou vodivostní a UV detekcí umožňuje stanovit chlorit, chlorát, bromid a zejména bromát s vysokou citlivostí a spolehlivostí. Metoda je kompatibilní s EPA požadavky a nabízí praktické výhody pro rutinní analýzy pitné i balené vody.

Reference

1. Wagner HP, Pepich BV, Hautman DP, Munch DJ. J Chromatogr A. 1999;850:119.
2. Kruithof JC, Meijers RT. Water Supply. 1995;13:117.
3. Fed. Reg. 1994;59(145):38709.
4. Fed. Reg. 1998;63(241):69389.
5. U.S. EPA Method 300.1; 1997.
6. U.S. EPA Method 317.0; 2000.
7. U.S. EPA Method 321.8; 2000.
8. U.S. EPA Method 326.0; 2002.
9. Sahli E, Von Gunten U. Water Res. 1999;33(15):3229.
10. Hautman DP, Bolyard MJ. J Chromatogr A. 1992;602:65.
11. Wagner HP, Pepich BV, Hautman DP, Munch DJ. J Chromatogr A. 2000;882:309.
12. Glaser JA, Foerst DL, McKee GD, Quave SA, Budde WL. Environ Sci Technol. 1981;15:1426.
13. Schibler JA. Am Lab. 1997;63:50.
14. Standard Methods 18th Ed. Method 4500-C102.C; 1992.