Drinking water quality by EPA 300.1

Význam tématu

Kvalita pitné vody je zásadní pro veřejné zdraví a je považována za lidské právo. Regulace, jako EU Drinking Water Directive a americký Safe Drinking Water Act, stanovují limity pro anionty a disinfection byproducts (DBP). Robustní a citlivé analytické metody jsou nezbytné k zajištění souladu s těmito normami.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je sloučit části A a B EPA metody 300.1 do jedné analýzy. Metoda se zaměřuje na simultánní stanovení hlavních aniontů (fluorid, chlorid, nitrit, bromid, dusičnan, fosfát, síran) a toxických DBP (chlorit, chlorát, bromát) v jedné chromatografické běhu. Klíčové je dosažení požadovaných meze detekce pro nízké koncentrace DBP i vysoké koncentrace aniontů.

Použitá metodika a instrumentace

Ionová chromatografie s použitím:

• Separační kolona Metrosep A Supp 7-250/4.0 (5 µm polyvinylalkoholová fáze, teplota 45 °C, isokratické eluent: 3,6 mmol/L Na2CO3, průtok 0,8 mL/min)
• 940 Professional IC Vario ONE/SeS/PP s peristaltickou pumpou pro regeneraci suppressoru
• 858 Professional Sample Processor – Pump a inline ultrafiltrace pro automatické čištění vzorku
• IC Conductivity Detector s dynamickým rozsahem až 15000 µS/cm a optimální stabilitou
• MagIC Net 4.0 Compact pro řízení přístrojů, akvizici i vyhodnocení dat s plnou podporou FDA 21 CFR Part 11

Vzorky pitné a vodovodní vody z Herisau (Švýcarsko) byly automaticky filtrovány (inline ultrafiltrací), injekce vzorku 20 µL a analýza proběhla podle požadavků EPA 300.1 částí A i B v jednom běhu.

Hlavní výsledky a diskuse

Analyzované vodovodní vzorky obsahovaly:

• Chlorid 12,5 mg/L, dusičnan 7,9 mg/L, síran 3,9 mg/L (řád mg/L)
• Bromid a fluorid <0,06 mg/L, DBP (chlorit, chlorát, bromát) i nitrit nebyly detekovány

Separační faktory (R > 1,5) potvrdily baseline separaci všech aniontů včetně surrogate DCA (dichloroacetát). LOD podle DIN 62645 splňovaly požadavky EPA, RSD opakovaných měření u většiny analytů < 2,5 %, spike recovery 82–120 % pro DBP.

Přínosy a praktické využití metody

• Jeden běh pro části A i B EPA 300.1 zvyšuje laboratorní průchodnost a snižuje náklady
• Vysoká linearita detektoru a isokratická metoda zjednodušují kalibraci a údržbu
• Kompatibilita s EN ISO 10304-1 a 10304-4, možnost využití UV/VIS nebo amperometrické detekce pro vyšší citlivost
• Uplatnění pro různé typy vod: pitná, prameništní, balená, minerální i bazénová

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace inline preparativních postupů (ultrafiltrace, derivatizace, ředění) pro vyšší automatizaci
• Implementace online monitorovacích systémů pro kontinuální sledování kvality vody
• Rozšíření detekčních technik, např. hyphenovaných metod s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci nových DBP
• Green analytical chemistry – minimalizace spotřeby eluenta a odpadu, použití biokompatibilních materiálů

Závěr

Jednoběhová analýza podle EPA 300.1 částí A i B pomocí Metrosep A Supp 7 a potlačené vodivostní detekce splňuje požadavky na citlivost, linearitu i separaci napříč širokým koncentračním rozsahem. Postup zjednodušuje provoz laboratoře, šetří čas a zajišťuje vysokou kvalitu výsledků a shodu s mezinárodními normami.

Reference

1. World Health Organization. Guidelines for Drinking-Water Quality: First Addendum to the Third Edition, Volume 1: Recommendations; Geneva: WHO, 2006.
2. Boorman G. A. Drinking Water Disinfection Byproducts: Review and Approach to Toxicity Evaluation. Environ. Health Perspect. 1999, 107(suppl 1):207–217.
3. Evans S., Campbell C., Naidenko O. V. Analysis of Cumulative Cancer Risk Associated with Disinfection Byproducts in United States Drinking Water. Int. J. Environ. Res. Public Health 2020, 17(6):2149.
4. IARC. Some Drinking-Water Disinfectants and Contaminants, Including Arsenic. IARC Monographs Volume 84; Lyon: IARC, 2004.
5. Jackson P. E. Ion Chromatography in Environmental Analysis. In Encyclopedia of Analytical Chemistry; Meyers R. A., Ed.; Wiley: Chichester, UK, 2000.
6. EPA. National Primary Drinking Water Regulations: Disinfectants, and Disinfection Byproducts. Fed. Regist. 1998, 63(241):69389–69476.
7. Singer P. C. Control of Disinfection Byproducts in Drinking Water. J. Environ. Eng. 1994, 120(4):727–744.
8. EPA. EPA Method 300.1: Determination of Inorganic Anions in Drinking Water by Ion Chromatography; USA, 2000.