Determination of Trace Concentrations of Oxyhalides and Bromide in Municipal and Bottled Waters Using a Hydroxide- Selective Column with a Reagent-Free Ion Chromatography System

Význam tématu

Analýza stopových koncentrací oxyhalidů a bromidu v pitné a balené vodě je klíčová pro zajištění bezpečnosti vody a plnění limitů stanovených regulačními orgány. Bromát, vznikající reakcí bromidu s ozónem, je klasifikován jako potenciální karcinogen a světová zdravotnická organizace doporučuje limity na úrovni 10 μg/L. Efektivní metody s dostatečnou citlivostí a přesností jsou nezbytné pro spolehlivé monitorování těchto kontaminantů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit a optimalizovat metodu iontové chromatografie s hydroxidovým elučním systémem generovaným elektrolýzou (RFIC) a sloupcem Dionex IonPac AS19 pro detekci stopových koncentrací chloritu, chlorátu, bromátu a bromidu v municipální a balené vodě. Studie hodnotila linearitu, limity detekce, přesnost, vliv složení vzorku a uplatnění metody pro různé typy vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda využívá:

• Reagent-free IC systém (Thermo Scientific Dionex ICS-2000) s elektrolýzou pro generování vysoce čistého KOH eluentu
• Dionex IonPac AS19 sloupec (4×250 mm) a AG19 ochranný sloupec
• Suppresor ASRS ULTRA II v recyklačním režimu
• Gradientní program eluentu od 10 do 45 mM KOH
• Objem injekce 250 μL, teplota 30 °C, průtok 1 mL/min
• Detekce potlačenou vodivostí

Vzorky byly filtrací přes 0,45 μm a konzervovány ethylendiaminem. Kalibrace se prováděla na 7–8 bodech pokrývajících relevantní koncentrace.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Dionex ICS-2000 RFIC systém
• Dionex EluGen EGC II KOH kartuše
• Dionex CR-ATC kontinuálně regenerovaný aniontový trap
• Dionex Chromeleon řídicí software
• IonPac AS19 analytický a AG19 guard sloupec

Hlavní výsledky a diskuse

Limity detekce (MDL) dosáhly 0,34 μg/L bromátu a 0,23–0,54 μg/L dalších iontů. Linearita byla r2 > 0,999. Relativní standardní odchylky retence a plochy vrcholu byly pod 0,04 % resp. 1,1 %. Vliv chloridu byl tolerován až do ~150 ppm s >75% recovery bromátu. Doporučen objem injekce 250 μL pro minimalizaci přetížení sloupce. Testy na municipálních, balených a podzemních vodách prokázaly recoveries 75–125 %. V balených vodách se bromát detekoval v několika případech v koncentracích 4–9 μg/L.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší:

• Vysokou citlivost a selektivitu pro nízké μg/L koncentrace
• Nižší šum a pozadí díky hydroxidovému elučnímu provedení
• Eliminaci manuální přípravy eluentu a vyšší reprodukovatelnost
• Splnění požadavků EPA a WHO na monitoring

Budoucí trendy a možnosti využití

Zavedení metody do rutinního monitoringu, možnosti integrace s hmotnostní spektrometrií pro další zvýšení citlivosti, rozšíření aplikací na jiné matice (zemské vody, odpadní vody) a plná automatizace přípravy vzorků.

Závěr

RFIC metoda se sloupcem Dionex IonPac AS19 a elektrogenerovaným KOH představuje robustní, citlivý a automatizovaný postup pro stanovení stopových oxyhalidů a bromidu v pitných a balených vodách. Dosahuje nízkých MDL, výborné přesnosti a linearity a splňuje regulační limity.

Reference

1. EPA, Drinking Water Treatment, 1999.
2. WHO, Disinfectants and Disinfection By-Products, 2000.
3. Wagner et al., J. Chromatogr. A 1999, 850, 119–129.
4. WHO, Draft Guideline for Drinking Water Quality, 2003.
5. EPA Information Collection Rule, 1996.
6. Fed. Regist. 1998, 63(241), 69389.
7. U.S. EPA Method 300.1, 1997.
8. EU Directive 98/83/EC, 1998.
9. Fed. Regist. 2003, 68(159), 49647.
10. Posnick & Henry, Food Safety Magazine, 2002.
11. Fed. Regist. 2001, 66(60), 16858.
12. Jackson et al., J. Chromatogr. A 1998, 829, 187–192.
13. Dionex Application Note 81, 1998.
14. U.S. EPA Method 300.0, 1993.
15. Dionex Application Note 154, 2002.
16. Dionex IonPac AS19 Data Sheet, 2002.
17. Lo et al., Am Lab. 1999, 160–161.
18. EPA letter, Office of Water, 2002.