Determination of Methyl Mercury in Water and Soil by HPLC-ICP-MS

Význam tématu

Stanovení organických forem rtuťi, zejména methylrtuti (MeHg), je klíčové pro posouzení ekologického a zdravotního rizika, protože MeHg má vysokou lipofilitu a toxičnost, proniká krevně-mozkovou bariérou a akumuluje se v potravním řetězci.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout citlivou a selektivní metodu pro separaci a kvantifikaci MeHg, ethylrtuti (EtHg) a iontové rtuťi (Hg2+) ve vzorcích vod a půd za využití spojení HPLC s ICP-MS. Studie zahrnuje optimalizaci chromatografických podmínek, detekčních limitů a ověření vlivu matric.

Použitá metodika a instrumentace

Využitá technika kombinuje kapalnou chromatografii (Agilent 1100 HPLC, C18 kolona ZORBAX Eclipse XDB-C18, 2,1×50 mm, 5 µm) s hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plamenem (Agilent 7500a ICP-MS). Eluent tvořila 0,06 mol/L octan amonný s 5 % methanolu a 0,1 % 2-merkaptoethanolu (pH 6,8) při průtoku 0,4 mL/min. ICP-MS byl nastaven na RF výkon 1550 W, PFA nebulizér 100 µL/min a chladicí komora –5 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

• Chromatografické rozdělení tří rtutných forem bylo dosaženo do 8 min (MeHg ~2,5 min, Hg2+ ~3,2 min, EtHg ~6,5 min).
• Detekční limity v čisté vodě jsou <10 ng/L pro všechny tři formy, při optimalizaci lze dosáhnout i sub-ng/L úrovní.
• Metoda prokazuje široký kalibrační rozsah přes čtyři řády koncentrací (10 ng/L až 100 µg/L) s R2 ≥0,998.
• Analýza vzorků se 3 % NaCl ukázala potlačený vliv matrice a spolehlivé recoverie 90–110 %.
• Extrahce rtuti z půdní matrice byla prováděna 7,6 % HCl s 2-merkaptoethanolem v ultrazvuku, recoverie 80–120 % potvrzují vhodnost postupu.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metoda nabízí elementově specifickou detekci rtuti bez komplikovaných předkoncentrací, je vhodná pro přímé stanovení v přírodních vodách i při vyšším obsahu chloridů. Jednoduchá extrakce z půdy umožňuje kvantitativní stanovení MeHg v environmentálních a potravinářských typech vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další snížení detekčních limitů díky vyšší čistotě reagencií a optimalizaci eluentů.
• Automatizace přípravy vzorků a online prekoncentrace pro zvýšení průchodnosti laboratoří.
• Implementace do monitoringu kvality pitných a povrchových vod, potravinářského dozoru a rizikové analýzy půd.

Závěr

HPLC-ICP-MS se ukázala jako robustní a citlivá metoda pro speciační analýzu rtuti, splňující současné regulační požadavky. Jednoduché vzorkování a omezené požadavky na předúpravu zaručují široké využití v environmentální a potravinářské analytice.

Použitá instrumentace

• Agilent 1100 HPLC s PEEK směšovačem, degaserem a automatickým dávkovačem.
• C18 kolona ZORBAX Eclipse XDB-C18 (2,1 mm×50 mm, 5 µm).
• Agilent 7500a ICP-MS s PFA koncentrickým nebulizérem a dvojtým chladicím sprayerem.
• Parametry: eluent 0,06 mol/L NH4OAc/5 % MeOH/0,1 % 2-mercaptoethanol, pH 6,8; RF 1550 W; nosné plyny 0,75 L/min (Carrier), 0,40 L/min (Make-up).

Reference

1. Nriagu J.O. (Ed.) The Biogeochemistry of Mercury in the Environment, Elsevier, 1979.
2. National Academy of Science, An Assessment of Mercury in the Environment, National Research Council, 1978.
3. Hartung R., Dinman B.D. (Eds.) Environmental Mercury Contamination, Ann Arbor Science, 1972.
4. Berlin M. Mercury. In: Handbook on the Toxicology of Metals. Friberg L., Nordberg G., Vouk V. (Eds.), Elsevier, 1986, pp. 387–444.
5. Felton J.S., Kahn E.B., Salick B., van Natta F.C., Whitehouse M.W. Heavy metal poisoning: mercury and lead. Ann. Intern. Med. 76, 779–792, 1972.
6. GB 18918-2002 Discharge standard of pollutants for municipal wastewater treatment plant of China.
7. Jackie M., Vikki A.C., Philip H.E.G. J. Anal. At. Spectrom. 17, 377–381, 2002.