Trace Level Determination of Bromate in Ozonated Drinking Water Using Ion Chromatography

Význam tématu

Ozonace pitné vody se stala perspektivní alternativou ke chloraci minimalizující tvorbu trihalometanů a dalších nežádoucích vedlejších produktů. Současně však dochází k oxidaci přírodně se vyskytujícího bromidu na bromat, který je považován za potenciální karcinogen a je regulován na úrovni jednotek µg/L. Vysoce citlivé a selektivní analytické metody pro stanovení bromatu jsou proto nezbytné pro sledování kvality pitné vody a optimalizaci ozonačních procesů.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikovaného výzkumu bylo vyvinout modifikovanou metodu iontové chromatografie s chemickou předúpravou vzorku a předkoncentrací pro spolehlivé stanovení bromatu v ozonované pitné vodě v řádu jednotek µg/L. Metoda měla odstraňovat interferující ionty a kovy, které snižují citlivost, a zároveň umožnit analýzu běžné matrice pitné vody.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek se nejprve ochránil přídavkem ethylen-diaminu, který blokuje přítomné hypobromity. Následovala sekvenční průchod vzorku skrze tři cartrige OnGuard (Ba pro odstranění sulfátu, Ag pro vázání chloridu, H pro odstranění karbonátů) a dále přes metal chelátor MetPac CC-1 pro eliminaci kovových kationtů. Poté se anionty koncentrovaly na Dionex IonPac TAC-LP1 concentrator, separovaly na IonPac AG9-SC/AS9-SC analytické koloně a detekovaly potlačenou vodivostní detekcí (ASRS 300). Chromatografický systém Thermo Scientific Dionex DX-500 využíval pumpy GP40, LC20, detektor CD20, autosampler AS40, eluentní organizátor EO1 a workstation PeakNet. Použily se dva boritano-hydroxidové eluenty ve gradientu.

Hlavní výsledky a diskuse

Při prekoncentraci 5 mL vzorku metoda dosáhla metody detekční meze (MDL) pro bromat ve výši přibližně 0,3 µg/L. Analýza prokázala účinné odstranění až 200 mg/L chloridu, sulfátu a karbonátu bez ztráty analytu. Rozlišení bromatu od chloridu bylo dosaženo díky sekvenčnímu čištění, reproducibilita stanovení byla vysoká (RSD pod 5 %) a recovery se pohybovaly kolem 90–110 %.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metoda umožňuje rutinní monitoring bromatu v ozonované pitné vodě v souladu s doporučeními EPA (< 10 µg/L). Podporuje výzkum a optimalizaci ozonačních úprav, zajišťuje kontrolu kvality vody v laboratořích a splňuje požadavky QA/QC v průmyslové praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace online monitoringu, automatizace předúprav a prekoncentrace, miniaturizace systému, připojení k hmotnostní spektrometrii pro více analyzovaných látek a další snížení detekčních mezí pro sledování stopových kontaminantů v různých typech vodních matric.

Závěr

Vyvinutá metoda iontové chromatografie s chemickou předúpravou a předkoncentrací dosahuje požadované citlivosti a selektivity pro spolehlivé stanovení bromatu na úrovni jednotek µg/L v ozonované pitné vodě. Metoda je robustní, reprodukovatelná a praktická pro rutinní analýzy a kontrolu kvality vody.

Reference

• Haag WR a Hoigne J Environmental Science and Technology 1983 17 261
• Hautman DP a Bolyard MJ Chromatogr 1991 602 7
• American Society for Testing and Materials Proposed ASTM Method Determination of Oxyhalides and Bromide in Water by Chemically Suppressed Ion Chromatography under review by ASTM D-19 Committee on Water
• Patent filed