Measurement of Cesium in Tap Water and Soil by Atomic Absorption Spectrometry

Význam tématu

Odstranění a kvantifikace cesia, zejména izotopu 137Cs, je klíčové pro environmentální monitorování a hodnocení technologií pro dekontaminaci vody a půdy. Využití stabilního izotopu Cs-133 jako náhrady usnadňuje laboratorní manipulaci a vývoj analytických postupů s nižšími riziky.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo demonstrovat efektivitu atomové absorpční spektrometrie (AAS) s elektrickou grafitovou pecí (ETAAS) a plamennou technikou při stanovení cesia v pitné vodě a půdních matricích. Studie využila přístroj Shimadzu AA-7700 umožňující automatické přepínání mezi oběma technikami.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky:

• Pitná voda: bez předúpravy, analýza přímo.
• Půda: rozklad kyselinou aqua regia, filtrát 50 mL, 10× ředění pro pec.

Interference byly potlačeny přídavkem směsi Na, Ca a Mg.

Instrumentace a hlavní parametry:

• Spektrometr: AA-7700 Atomic Absorption Spectrophotometer (Shimadzu).
• Vlnová délka analýzy: 852,1 nm, šířka štěrbiny 0,7 nm, proud lampy 16 mA.
• Elektrická grafitová pec: pyrolytická grafitová trubice, objem vzorku 20 µL (voda), 10 µL (půda).
• Program atomizace (ETAAS): postupné rampy teplot od 120 °C do 2000 °C, finální krok při 2500 °C.
• Plamenná technika: plamen vzduch-C2H2, výška hořáku 7 mm, objem vzorku 50 µL.

Hlavní výsledky a diskuse

Pitná voda: detekční mez ETAAS < 0,2 µg/L, po přídavku 1 µg/L dosažena průměrná návratnost 97 %.
Půda: kvantitativní mez plamenem 3 µg/g, grafitovou pecí 0,2 µg/g. Plamenná metoda poskytuje rychlou analýzu, ETAAS vyniká vyšší citlivostí. Automatické přepínání mezi technikami v AA-7700 minimalizuje čas strávený nastavením optické osy a šetří laboratorní prostor.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí kombinaci rychlosti a citlivosti pro sledování cesiových kontaminantů ve vodách a půdách. Umožňuje flexibilní volbu techniky podle požadavků na detekční mez a throughput. Hodí se pro environmentální monitoring, ověřování efektivity dekontaminačních procesů a kontrolu kvality v průmyslových aplikacích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace grafitových pecí a mobilní AAS jednotky pro terénní měření.
• Integrace s hyphenovanými technikami (např. HPLC-AAS) pro selektivní analýzu komplexních matric.
• Automatizace přípravy vzorků a zpracování dat pomocí strojového učení pro rychlé vyhodnocení environmentálních rizik.

Závěr

Použití stabilního izotopu Cs-133 a kombinace plamenné a pecní atomizace v jednom přístroji umožňuje spolehlivé, flexibilní a prostorově úsporné stanovení cesia v pitné vodě a půdě. Rozšíření metodiky o moderní automatizační prvky a terénní přístroje podpoří rychlé rozhodování při environmentální kontrole a dekontaminaci.