Determination of inorganic anions in drinking water, wastewater, and high ionic strength water

Význam tématu

Analytická detekce anorganických aniontů ve vodách je klíčová pro dodržování legislativy (SDWA, CWA), ochranu zdraví a kvality životního prostředí. Iontová chromatografie patří k nejspolehlivějším metodám pro stanovení fluoridů, chloridů, dusičnanů, fosfátů a dalších významných aniontů v různých typech vod.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo ukázat schopnosti systému Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ RFIC s kolonou IonPac AS29-Fast-4µm při stanovení anorganických aniontů v pitné vodě, odpadních vodách a vzorcích s vysokou iontovou silou. Studie porovnává výkon nové kolony s referenční kolonou AS4A-SC (EPA Method 300.0) a hodnotí lineární rozsah, detekční meze, přesnost a odolnost proti vysoké koncentraci solí.

Použitá metodika a instrumentace

• Systém: Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ RFIC s eluentním generátorem EGC 500 K (Na₂CO₃), pH modifikátorem EPM 500 a vysokotlakým degaserem
• Kolonky: Guard AG29-Fast-4µm (4×30 mm) a analytická AS29-Fast-4µm (4×150 mm)
• Detekce: potlačená vodivost (Dionex ADRS 600, recyklační režim, 36 mA, 20 °C)
• Eluent: 4,5 mM Na₂CO₃ / 2,0 mM NaHCO₃, průtok 1,0 mL/min, injekce 10 µL, teplota kolony 30 °C
• Příprava vzorku: filtrace 0,2 µm, ředění 1–100× podle obsahu chloridů, případná přímá analýza

Hlavní výsledky a diskuse

• Rychlé oddělení sedmi aniontů v čase pod 10 min, stabilní baseline i při přítomnosti karbonátu
• Široký lineární rozsah až do 1000 mg/L (chlorid), detekční meze 0,003–0,035 mg/L
• Výborná opakovatelnost retencí (<0,01 % RSD) a ploch (<0,7 % RSD), fosfát ~3,7 % RSD
• Metoda netrpí změnou pH vzorku (pH 2–13) a eliminuje nutnost úprav před analýzou
• Kolona AS29-Fast-4µm zvládá vzorky s chloridy až 100 000 mg/L bez přetížení
• Reálné vzorky pitné a odpadní vody prokázaly přesnost 90–110 % a RSD 0,2–5,7 %

Přínosy a praktické využití metody

• Plná kompatibilita s EPA Method 300.1 pro pitnou i odpadní vodu
• Poloviční spotřeba eluentu (1,0 vs. 2,0 mL/min) oproti konvenční koloni AS4A-SC
• Minimální příprava vzorku a vysoká životnost kolony
• Vhodné pro rutinní provozní měření, QA/QC a úřední kontroly kvality vody

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření RFIC analýz o další anionty a kationty
• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro speciační stanovení
• Další miniaturizace a vývoj mikrochipových chromatografických systémů
• Automatizace přípravy vzorků a on-line monitorování jakosti vody

Závěr

Metoda s kolonou Dionex IonPac AS29-Fast-4µm předvádí vynikající výkon při stanovení anorganických aniontů v širokém spektru vodních vzorků. Nabízí rychlost, citlivost, robustnost a úsporu eluentu, což ji činí ideální pro moderní laboratoře i regulační kontrolu.

Reference

1. USEPA. Method 300.0: Ion Chromatographic Determination of Inorganic Anions in Water; EPA, 1993.
2. USEPA. Method 300.1: Ion Chromatographic Determination of Inorganic Anions in Water; EPA, 1997.
3. Code of Federal Regulations, 40 CFR Part 141; Safe Drinking Water Act; EPA, 1998.
4. Federal Water Pollution Control Act (Clean Water Act), 33 U.S.C. § 402; EPA, 1972.
5. USEPA. National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES); EPA.
6. Greenberg AE, Clesceri LS, Eaton AD, Eds. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 18th ed.; APHA, 1992.
7. ASTM D4327-97. Standard Test Methods for Anions in Water by Ion Chromatography; ASTM.
8. Thermo Scientific. Drinking Water Analysis; 2017.
9. Thermo Scientific Application Note 135: Inorganic Anions in Wastewater by IC; 2012.
10. Thermo Scientific Application Note 154: Environmental Waters by Hydroxide-Selective Column; 2003.
11. Thermo Scientific Application Update 196: Anion Determinations in Municipal Drinking Water; 2016.
12. Thermo Scientific Application Update 197: Anion Determinations in Municipal Wastewater; 2016.
13. Thermo Scientific Dionex Eluent Generator Cartridges Manual; 2018.
14. Thermo Scientific Dionex Suppressors Manual; 2019.
15. Thermo Scientific Dionex IonPac AS29-Fast-4µm Column Product Specifications; 2020.