NEMC: Chromium Speciation of Drinking Waters by IC-ICPMS

Význam tématu

Chromium se v pitné vodě vyskytuje především ve formách Cr(III) a Cr(VI), z nichž první je esenciálním stopovým prvkem, zatímco druhý představuje karcinogen a reprodukční toxicant. Rozlišení těchto forem je klíčové pro zajištění kvality vody a ochranu lidského zdraví.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout rychlou, citlivou a spolehlivou metodu pro simultánní stanovení Cr(III) a Cr(VI) v pitné vodě pomocí spojení iontové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (IC-ICP-MS). Studie zahrnovala optimalizaci chromatografických podmínek, kalibraci, ověření přesnosti a stability měření.

Použitá instrumentace

• Chromatograf: Shimadzu Prominence IC se sloupcem Shodex VC-50 2D, inertní průtoková cesta
• Spektrometr: Shimadzu ICPMS-2030 s kolizní buňkou naplněnou heliem, detekce izotopu 52Cr

Použitá metodika

• Vzorky: kohoutková a studniční voda bez předúpravy, standardy Cr(III) a Cr(VI) připravené z 1000 mg/L stock roztoků
• Mobilní fáze: 9 mM HNO₃ (pH 2) v isokratickém režimu, průtok 0,3 mL/min, teplota kolony 50 °C
• Injekční objem: 20 µL; rozsah kalibrace 2–10 µg/L
• Detekční limity: 0,20 µg/L pro Cr(III), 0,35 µg/L pro Cr(VI)

Hlavní výsledky a diskuse

• Obě formy Cr se dobře separují do 10 minut s retenčními časy ~7,8 min pro Cr(III) a ~1,8 min pro Cr(VI).
• Lineární kalibrace s koeficienty R² = 0,9999 pro obě formy.
• Obnova ve fortifikovaných vzorcích: 95–103 %.
• Stabilita měření po 7 hodinách: RSD <1,3 % pro retenční časy a <2,6 % pro plochy píků.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a selektivita díky ICP-MS detekci.
• Rychlá analýza bez složité předúpravy minimalizuje riziko kontaminace a zvyšuje propustnost laboratoře.
• Metoda je vhodná pro QA/QC laboratoře, environmentální monitoring i průmyslovou kontrolu kvality vody.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na analýzu dalších toxických kovů a komplexních matríc.
• Automatizace a miniaturizace chromatografických systémů pro vyšší propustnost.
• Sledování dopadu nových emisních regulací (např. PFAS) na profil Cr ve vodách.

Závěr

Metoda IC-ICP-MS pro speciační analýzu Cr(III) a Cr(VI) v pitné vodě prokázala vysokou citlivost, přesnost, stabilitu a rychlost. Jednoduchá příprava vzorků přispívá ke snížení rizika kontaminace a k efektivnímu nasazení v rutinním provozu.