Efficient and Fast Separations of Inorganic Anions in Water Samples Using a 4 μm Particle Size Microbore Column with a High-Pressure Ion Chromatography System

Význam tématu

Analýza anorganických aniontů v pitné i odpadní vodě je klíčová pro ochranu životního prostředí, dodržování legislativních limitů a zajištění kvality vody. Rychlé a spolehlivé metody usnadňují monitorování vodárenských procesů a zkracují dobu odezvy v rozhodovacích procesech.

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo demonstrovat vysoké rozlišení a zkrácené doby analýzy anorganických aniontů v prostředí vodních vzorků s využitím nové 4 µm aniontové výměnné kolony IonPac AS18-4µm (2 × 150 mm, ID 2 mm) na systému Reagent-Free HPIC Dionex ICS-5000+. Studie porovnává výkon nové mikroborové kolony se starší 7,5 µm kolonou AS18-Fast a ukazuje možnosti zvýšení průtoků bez ztráty separace.

Použitá metodika a instrumentace

• Systém: Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ HPIC se SP/DP pumpami, EG eluentní generátorem s vysokotlakým odvzdušněním, DC detekčním modulem, ASRS 300 recyklačním potlačovačem a AS-AP autosamplerem.
• Kolony: Dionex IonPac AG18-4µm (2 × 50 mm) pro guard a AS18-4µm (2 × 150 mm) pro separaci.
• Eluent: 23 mM KOH generovaný inline z EGC 500 KOH cartridge, CR-ATC 500 kolony jako trap.
• Podmínky: teplota kolony 30 °C, injekční objem 5 µL, průtoky 0,25–0,38 mL/min, tlak až 3600 psi, detekce potlačenou vodivostí (15–22 mA).
• Příprava vzorků: standardy zředěné do 0,5–20 mg/L, vzorky pitné a odpadní vody filtrovány (0,45 µm) a zředěny v poměru 1:1 až 1:10.

Hlavní výsledky a diskuse

Menší částice pryskyřice (4 µm vs. 7,5 µm) významně zlepšují účinnost a rozlišení špiček. Při průtoku 0,38 mL/min byly všechny devět testovaných aniontů separovány během 6 minut bez kompromisu v kvalitě separace. V praktických vzorcích pitné a odpadní vody se pět nejběžnějších aniontů rozlišilo do 5 minut, což dokazuje vysokou propustnost a rychlost metody.

Přínosy a praktické využití metody

• Zrychlení analýzy a zvýšení laboratorní propustnosti.
• Odstranění ruční přípravy eluenteru minimalizuje chyby a variabilitu.
• Vysoké rozlišení usnadňuje kvantifikaci blízkých špiček.
• Metoda je vhodná pro rutinní monitoring pitné, technologické i odpadní vody v souladu s EPA Method 300.0 a obdobnými normami.

Budoucí trendy a možnosti využití

S dalším rozvojem vysokotlakých IC systémů lze očekávat ještě vyšší průtoky a zkrácení analýz. Integrace s hmotnostní spektrometrií rozšíří analytické možnosti, online vzorkování podpoří automatizaci a real-time monitoring a miniaturizace kapilárních systémů sníží spotřebu reagencií.

Závěr

Kombinace mikroborové kolony IonPac AS18-4µm a systému ICS-5000+ HPIC poskytuje rychlou, spolehlivou a vysoce efektivní metodu pro separaci anorganických aniontů ve vodách. Metoda zkracuje dobu rozboru, minimalizuje manuální zásahy a vyhovuje požadavkům na rutinní kontrolu kvality vody.

Reference

1. U.S. EPA Method 300.0, rev. 2.1, Determination of Inorganic Anions in Water by Ion Chromatography, U.S. Environmental Protection Agency, Cincinnati, OH, 1993.
2. Thermo Scientific Dionex IonPac AS18-4µm Hydroxide-Selective Anion-Exchange Capillary Column, Technický list, Thermo Fisher Scientific.
3. Thermo Fisher Scientific. Dionex Technical Note 129, Configuring High-Pressure IC Systems for Analytical Flow Rates, Doc No. TN70317, Sunnyvale, CA, 2012.
4. Thermo Fisher Scientific. Dionex Product Manual for Anion Self-Regenerating Suppressor 300 and Cation Self-Regenerating Suppressor 300, Doc No. 031956, Sunnyvale, CA, 2009.
5. Thermo Fisher Scientific. ICS-5000+ Installation Instructions, Doc No. 065447, Sunnyvale, CA, 2011.
6. Thermo Fisher Scientific. Dionex AS-AP Operator’s Manual, Doc No. 065361, Sunnyvale, CA, 2012.
7. Thermo Fisher Scientific. Application Note 154, Determination of Inorganic Anions in Environmental Water Using a Hydroxide-Selective Column, LPN 1539, Sunnyvale, CA, 2003.
8. Thermo Fisher Scientific. Application Brief 132, Determination of Anions in Municipal Drinking Water by Fast IC Using a Hydroxide Eluent, LPN 2874, Sunnyvale, CA, 2011.