Determination of Inorganic Cations and Ammonium in Environmental Waters by Ion Chromatography Using the IonPac ® CS16 Column

Význam tématu

Monitoring alkalií, alkalických zemin a amonného iontu v povrchových i pitných vodách je zásadní pro řízení kvality vody, ochranu potrubních systémů a hodnocení ekologické zátěže. Tradičně se tyto kationty stanovení odděleně, ale moderní iontová chromatografie (IC) umožňuje analýzu všech důležitých kationtů v jediném běhu, což zvyšuje efektivitu a automatizaci laboratorních postupů.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a validovat metodu pro simultánní stanovení lithia, sodíku, amonného iontu, draslíku, hořčíku a vápníku v pitné vodě, odpadních vodách a vodných výluzích ze vzorků půd. Metoda využívá kolonu IonPac CS16, generování methansulfonové kyseliny (MSA) na lince a potlačenou vodivostní detekci.

Použitá metodika a instrumentace

Pro chromatografii byl použit systém Dionex DX-600 s čerpadlem GP50, generátorem elučního roztoku EG40 s kazetou EGC-MSA, potlačenou detekcí ED50A a autosamplerem AS50. Jako kolona sloužila IonPac CS16 analytická (5×250 mm) s předsloupkem CG16 (5×50 mm). Eluce probíhala 26 mM MSA při průtoku 1,5 ml/min a konstantní teplotě 30 °C, objem injekce byl 10 µl.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje výborné retence a rozlišení kationtů v průběhu 25 minut. Opakovatelnost retence (RSD <0,22 %) a plochy (RSD <1,2 %) svědčí o stabilním chování soustavy. Lineární rozsah stanovení je 0,05–80 mg/l pro většinu analyzovaných iontů a MDL se pohybují v řádu jednotek mikrogramů na litr. Vzorky s vysokým obsahem sodíku neovlivňují stanovení amonného iontu díky kapacitě sloupce CS16, který navíc snáší i vzorky kyselého pH až do 100 mM H₃O⁺.

Přínosy a praktické využití metody

Ucelené stanovení šesti kationtů v jednom běhu zjednodušuje rutinní analýzu v environmentálních i průmyslových laboratořích. Generování elučního roztoku na lince zvyšuje automatizaci a snižuje chybovost přípravy. Vysoká kapacita sloupce umožňuje měření stopových koncentrací v matricích s proměnlivou ionicitou.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k integraci IC s hmotnostní spektrometrií pro vyšší selektivitu a citlivost, miniaturizaci systémů pro terénní měření v reálném čase a rozšíření aplikačního spektra o organické aminy či stopy těžkých kovů. Také se očekává širší implementace zelenějších elučních protokolů a on-line vzorkovačů pro automatické odběry.

Závěr

Validated metoda s IonPac CS16 a generátorem MSA nabízí spolehlivé, reprodukovatelné a plně automatizované stanovení alkalií, alkalických zemin a amonného iontu v různých vodných matricích. High–capacity kolona a potlačená vodivostní detekce zajišťují široký dynamický rozsah a nízké detekční limity.

Reference

1. Jackson P.E. Ion Chromatography in Environmental Analysis, Encyclopedia of Analytical Chemistry, 2000.
2. Standard Methods for the Analysis of Water and Wastewater, APHA, 18. vydání, 1992.
3. Small H. Ion Chromatography, Plenum, New York, 1989.
4. Bouyoucos S. Anal. Chem., 1977, 49, 401–403.
5. Glaser J. et al. Trace Analyses for Wastewater, Science & Tech., 1981, 15(12), 1426.
6. EPA Method 300.0 Determination of Inorganic Anions in Water by Ion Chromatography, 1993.