Determination of Bromate in Bottled Mineral Water Using the CRD 300 Carbonate Removal Device

Význam tématu

Ozonace je běžná metoda dezinfekce pitné a balené vody, přičemž vzniká potenciálně karcinogenní bromát při přítomnosti bromidů.
Regulační limity bromatu jsou stanoveny na 10 µg/L (USA) a 3 µg/L (EU pro minerálky), což klade nároky na citlivou a spolehlivou analýzu.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout postup pro stanovení bromatu v balené minerální vodě pod úrovní 5 µg/L použitím zařízení CRD 300 pro odstranění karbonátů.
Studie porovnává iontovou chromatografii s a bez CRD 300 a zhodnocuje limity detekce, přesnost a robustnost.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza probíhala na systému Thermo Scientific Dionex ICS-2000 Reagent-Free IC s vygenerovaným karbonát-bikarbonát eluentem (4,5 mM CO3 2–/0,8 mM HCO3 –) a poté potlačenou vodíkovou formou Kolony IonPac AS23/AG23.
Odstranění zbývajícího CO2 proběhlo pomocí Dionex CRD 300 Carbonate Removal Device v režimu vakua.
Detekce se prováděla potlačenou vodivostní detekcí na modulu ASRS 300 s externí zásobou vody, proud 25 mA, teplota 30 °C, průtok 1,0 mL/min.
Standardy a vzorky se připravovaly z referenčních roztoků (fluorid, chlorid, síran 1000 mg/L; sekundární oxyhalidy 1000 µg/L).

Hlavní výsledky a diskuse

Implementací CRD 300 se snížila pozadí potlačené vodivosti z 18–19 µS na <1,5 µS, čímž se zlepšilo S/N a umožnila nižší limity detekce:

• MDL bromatu s CRD 300: 0,79 µg/L (bez CRD 300: 2,10 µg/L)
• MDL chloritu s CRD 300: 0,75 µg/L (bez CRD 300: 1,86 µg/L)
• MDL chlorátu s CRD 300: 0,68 µg/L (bez CRD 300: 0,99 µg/L)

Kalibrace pro 10–40 µg/L oproti standardnímu eluentu prokázala srovnatelné linearity (>99,9 %).
Stanovení v reálné balené minerální vodě odhalilo bromat ~10,8 µg/L a chlorát ~1,6 µg/L s CRD 300, bez CRD byl chlorát nedetekovatelný.
Spike‐recovery testy (10 µg/L) potvrdily odezvu >98 % pro všechny analyty s CRD 300 (bez CRD 300 85–97 %).

Přínosy a praktické využití metody

Postup umožňuje přímou injekci vzorku bez post‐column derivatizace a splňuje požadavky na detekci bromatu pod regulačními limity.
Odstranění zbývajícího CO2 prostřednictvím CRD 300 zpřesňuje měření potlačenou vodivostí a rozšiřuje možnosti přímé analýzy minerálek a pitných vod.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj může směřovat k integrovaným dvoudimenzionálním IC-MS řešením pro komplexní analýzu disinfekčních vedlejších produktů.
Optimalizace eluentů a sorbentů pro další zlepšení separace a snížení limitů detekce.
Automatizace přípravy eluentu a vzorku a kombinace s on-line prekoncentrací.

Závěr

Použití Dionex CRD 300 Carbonate Removal Device významně zlepšilo citlivost stanovení bromatu, chloritu a chlorátu v balené minerální vodě, umožnilo nižší MDL a spolehlivé kvantifikace pod regulačními limity.
Metoda je vhodná pro rutinní QA/QC i výzkumné aplikace v oblasti pitných vod.

Reference

1. U.S. EPA. National Primary Drinking Water Regulations: Disinfectants and Disinfection Byproducts. Fed. Regist. 1998, 63(241), 69389–69476.
2. European Parliament and Council Directive 2003/40/EC.
3. Dionex Application Note 81: Oxyhalide and Bromide Determination in Drinking Water, LPN 0965, 1997.
4. Dionex Application Note 136: Inorganic Oxyhalide Byproducts with Postcolumn Reagent, LPN 1229-01, 2004.
5. Dionex Application Note 149: Chlorite, Bromate, Bromide, Chlorate by IC with On-Line Postcolumn Reagent, LPN 1523, 2003.
6. Dionex Application Note 167: Hydroxide Eluent for Oxyhalides, LPN 1662, 2004.
7. Dionex Application Note 168: Disinfection By‐Product Anions with On-Line Acidified Reagent, LPN 1706, 2005.
8. Dionex Application Note 171: Postcolumn Generated Reagent for Trace Bromate, LPN 1777, 2006.
9. Dionex Application Update 154: Isocratic Hydroxide Eluent Bromate Analysis, LPN 1793-01, 2006.
10. Dionex Application Note 187: Sub-µg/L Bromate by 2D-IC, LPN 1943-02, 2007.
11. Dionex Application Note 184: Chlorite, Bromate, Chlorate in Mineral Waters, LPN 1890, 2007.