Determination of Perchlorate in Environmental Waters by Ion Chromatography Coupled with Electrospray Mass Spectrometry (IC-MS)

Význam tématu

Perchlorát je environmentální kontaminant s použitím v raketových pohonech, munici a pyrotechnice a může ohrožovat štítnou žlázu u lidí. Jeho přítomnost v pitné vodě vede k přijetí limitů na úrovni jednotek ppb. Citlivá a selektivní analýza perchlorátu v komplexních, vysoce iontových maticích je proto kritická pro monitoring vodárenských zdrojů a hodnocení rizik.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem aplikace je demonstrovat metodiku stanovení perchlorátu v životním prostředí pomocí iontové chromatografie spojené s hmotnostní spektrometrií (IC–MS). Metoda zahrnuje automatickou diverzi matricového proudu, použití stabilně značeného interního standardu a kvantifikaci na SIM kanálech 99/101 m/z.

Použitá metodika a instrumentace

Iontová chromatografie je prováděna na systému Thermo Scientific Dionex vybaveném KOH eluent generátorem, ionexovým sloupcem IonPac AS16, ASRS ULTRA II supresorem a PEEK ventilovou diverzí matricového proudu. Detekce probíhá pomocí MSQ mass spektrometru v režimu -ESI s negativní ionizací. Doplňková Dionex AXP-MS pumpa a statický mixer zajišťují přídavné acetonitril/voda (1:1) pro stabilní elektrospray. Experiment sleduje SIM 99, 101 a 107 m/z s rozlišením ±0,3 amu a dobou sběru 1 s.

Hlavní výsledky a diskuse

• Linearita kalibrace ve 1000 mg/L iontové matrici (Cl-, CO3(2-), SO4(2-)) byla potvrzena v rozsahu 125–5000 ng/L na obou kanálech (R2 > 0,998).
• MDL pro perchlorát v čisté vodě činí 15–30 ng/L; v komplexní matrici dosahuje ~80 ng/L (SIM 99) a 155 ng/L (SIM 101).
• Reproduktibilita 7 paralelních injekcí 500 ng/L perchlorátu prokázala RSD 5,2 % (99 m/z) a 9,9 % (101 m/z).
• Sledování interního standardu (Cl18O4-) výrazně zlepšuje přesnost a potlačuje matriceové vlivy.
• 100 po sobě jdoucích injekcí potvrdilo stabilitu signálu a udržení výtěžností (>95 %).

Přínosy a praktické využití metody

Použitá IC–MS metodika umožňuje rychlé stanovení perchlorátu v náročných matricích bez off-line předúprav, s vysokou selektivitou díky SIM detekci a robustní interní normalizací. Vhodná je pro pravidelný monitoring podzemních i povrchových vod, posuzování kvality pitné vody a kontrolu průmyslových areálů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na další perzistentní anionty (např. bromáty, thiokyanáty).
• Integrace vysokorozlišovací MS pro potvrzení struktury neznámých aniontů.
• Automatizace a miniaturizace pro in-situ měření a on-line monitorování.
• Implementace v akreditační praxi QA/QC.

Závěr

Metoda IC–MS s elektrosprayovou ionizací a interním standardem poskytuje citlivé, selektivní a robustní stanovení perchlorátu v environmentálních vodách. Automatická diverze matricového proudu a stabilně značení perchlorátu umožňují spolehlivé výsledky i v silně iontových vzorcích a podporují dlouhodobý monitoring.

Reference

1. California Dept. of Health Services, 1997.
2. Dionex Application Note 134, 2002.
3. Dionex Application Update 145, 2002.
4. Dionex Application Update 148, 2002.
5. Roehl et al., J. Chromatogr. A 956, 245 (2002).
6. Dionex Reference Library CD-ROM, 2002.