Determination of Inorganic Anions in Acid Rain Using a High-Pressure Modular Capillary Ion Chromatography System

Význam tématu

Acid rain má negativní dopady na ekosystémy, infrastrukturu a lidské zdraví. Monitorování anorganických aniontů v dešťové vodě je nezbytné pro hodnocení účinnosti regulací a ochranu životního prostředí.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo ukázat možnost rychlé separace anorganických aniontů v dešťové vodě pomocí vysokotlaké kapilární iontové chromatografie se zvýšenými průtočnými rychlostmi.

Použitá metodika a instrumentace

Generování 23 mM KOH eluenta probíhalo elektrolyticky. Separace aniontů probíhala na kapilárním sloupci IonPac AS18-4µm (0,4 × 150 mm) při průtocích 0,010–0,025 mL/min. Detekce byla provedena potlačenou vodivostí pomocí suppressoru ACES 300 v recyklačním režimu.

Použitá instrumentace

• Dionex ICS-5000+ HPIC s vysokotlakými capillary pumpami
• Dionex EGC-KOH elektrolytická kazeta pro výrobu eluenta
• Kapilární kolony IonPac AG18-4µm (ochranná) a AS18-4µm (separační)
• Suppressor Dionex ACES 300 pro aniontovou chromatografii
• Autosampler Dionex AS-AP a software Chromeleon CDS

Hlavní výsledky a diskuse

Při zvýšené rychlosti 0,025 mL/min byla separace sedmi aniontů dokončena pod tři minuty při tlaku do 3800 psi, aniž by utrpělo rozlišení píků. Analýza dešťových vzorků z lokalit Sunnyvale a Campbell odhalila chlorid (0,84–1,37 mg/L), síran (1,56–5,4 mg/L) a nitráty (0,11–0,67 mg/L). Metoda vykazovala nízký šum a vysokou reprodukovatelnost.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká propustnost vzorků a krátký čas analýzy
• Nízká spotřeba eluenta (cca 15 mL/den) a omezené množství odpadu
• Nepřetržitý provoz díky dlouhé životnosti EGC kazety
• Ideální pro rutinní monitoring dešťové a povrchové vody

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další miniaturizace a zrychlení separací
• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro lepší citlivost
• Online a automatizované sledování kvality vody v reálném čase
• Rozšíření použití v průmyslovém i ekologickém monitoringu

Závěr

Vysokotlaký kapilární IC systém umožňuje rychlé, citlivé a robustní stanovení anorganických aniontů v dešťové vodě. Metoda je vhodná pro vysokopropustné rutinní analýzy s minimální údržbou.

Reference

• U.S. Environmental Protection Agency. Acid Rain Program (Clean Air Act Amendments 1989).
• Thermo Fisher Scientific. Application Note AN2, Determination of Nitrate and Sulfate Collected on Air Filters (2003).
• Thermo Fisher Scientific. Application Note AU154, Determination of Inorganic Anions in Environmental Waters (2003).
• Thermo Fisher Scientific. Application Note AN31, Determination of Anions in Acid Rain by Ion Chromatography (1992).
• Thermo Fisher Scientific. Application Update AU146, Determination of Anions in Acid Rain by Ion Chromatography (2003).
• Thermo Fisher Scientific. Technical Note TN113, Practical Guidance for Capillary IC (2012).
• Thermo Fisher Scientific. Dionex ICS-5000+ Installation Manual (2012).
• Thermo Fisher Scientific. Technical Note TN131, Configuring High-Pressure Capillary IC (2013).
• Thermo Fisher Scientific. Product Manual for Continuously Regenerated Trap Column CR-TC (2010).
• Thermo Fisher Scientific. Product Manual for CES 300 Suppressors (2010).
• Thermo Fisher Scientific. Dionex AS-AP Operator’s Manual (2012).