ICP/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceShimadzu
Význam tématu
Čistota pitné vody je klíčová pro zdraví lidí, protože přítomnost stopových či toxických prvků může vést k akutním i chronickým zdravotním problémům. Monitorování minerálních a stopových prvků v pitné vodě je nezbytné pro zajištění souladu s regulačními limity a včasnou identifikaci kontaminace.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo vyvinout a ověřit rychlou, citlivou a spolehlivou metodu pro simultánní stanovení dvaceti čtyř minerálních a stopových prvků v různých typech pitné vody pomocí ICP-MS s heliumovou kolizní buňkou. Výsledky pak byly porovnány s limity definovanými US EPA 200.8 (2018).
Použitá instrumentace
Shimadzu ICPMS-2030 spojený s autosamplerem AS-10
- RF výkon: 1,20 kW
- Plazmový plyn Ar: 8,0 L/min
- Auxiliary gas Ar: 1,10 L/min
- Carrier gas Ar: 0,70 L/min
- Mini-Torch, cyklónová komora při 5 °C
- Heliumová kolizní buňka (6,0 mL/min He), cell voltage –21 V, energy filter 7 V
- 10 skenů na vzorek
Použitá metodika
Vzorky pitné vody (kohoutková, filtrovaná, balená) byly naředěny 1:2 v 1 % ultrapure HNO₃. Pro stabilizaci rtuti bylo do roztoku přidáno 0,5 % HCl a zařazeny bylo dodatečné promývání kyselinou. Kalibrace byla prováděna sérií standardů pro každou skupinu prvků (stopové prvky, Hg, minerály) v rozsahu od nízkých ppt až po stovky µg/L. Jako vnitřní standardy sloužily Bi, Ho, In, Rh, Sc a následná korekce matrix efektu a driftu.
Hlavní výsledky a diskuse
Všechny analyzované prvky v kohoutkové, filtrované i balené vodě se pohybovaly pod maximálními limity (MCL) US EPA 2018. Balená voda vykazovala nejnižší koncentrace, filtrovaná voda nepřinesla významné snížení některých kovů (např. Al vzrostl z 17,2 na 29,8 µg/L). Arsen byl detekován do 0,274 µg/L, kadmium do 0,012 µg/L, olovo do 0,458 µg/L. Minerální prvky (Ca, Mg, Na, K) se pohybovaly v mg/L, což odpovídá očekávaným nutričním hodnotám. LOD se pohybovaly v sub-ppt až nízkých ppb u klíčových toxických prvků, linearita kalibračních křivek r > 0,9993. Přesnost metody (%RSD) u většiny prvků < 3 %, recovery 90–118 %. Stabilita měření během 5 h nepřekročila odchylku 15 % pro vnitřní standardy a 80–120 % pro kontrolní roztok (EPA 200.8 definuje rozsah 70–130 %).
Přínosy a praktické využití metody
Metoda poskytuje vysokou průchodnost analytických dat, nízké limity detekce, minimální spektrální a matrix interferenci díky heliumové kolizní buňce a online interním standardům. Je vhodná pro rutinní kontrolu kvality pitné vody v laboratořích, informační podporu vodohospodářských zařízení a ověřování souladu s regulacemi.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se dalším rozvoj přenosných ICP-MS přístrojů s automatizovaným odběrem vzorků pro terénní monitoring, integrace s technikami speciační analýzy (např. HPLC-ICP-MS) a nasazení v reálném čase pro kontinuální sledování kvality vody. Rozšíření metod pro identifikaci organometalických forem těžkých kovů a propojení výsledků s datovou analýzou a AI pro prediktivní modelování kontaminace.
Závěr
Vyvinutá ICP-MS metoda s heliumovou kolizní buňkou na přístroji Shimadzu ICPMS-2030 prokázala vysokou citlivost, přesnost a stabilitu při stanovení až 24 minerálních a stopových prvků v pitné vodě. Naměřené hodnoty byly výrazně pod regulačními limity US EPA, což potvrzuje vhodnost metody pro rutinní testování kvality vody.
Reference
- Fernández-Turiel J. L., Llorens J. F., López-Vera F., Gómez-Artola C., Morell I., Gimeno D., Strategy for water analysis using ICP-MS, Fresenius J Anal Chem, 368 (2000) 601–606.
- US Environmental Protection Agency, National Primary Drinking Water Regulations, 2018.
- US EPA, Method 200.8: Determination of Trace Elements in Waters and Wastes by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry, Rev. 5.4, 1994.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.