Determination of Total Cyanide in Municipal Wastewater and Drinking Water Using Ion-Exclusion Chromatography with Pulsed Amperometric Detection (ICE-PAD)

Význam tématu

Stanovení celkového kyanidu ve vodách komunálních čistíren odpadních vod a ve vodě pitné je klíčové pro ochranu veřejného zdraví i životního prostředí. Kyanid působí blokací buněčného dýchání a jeho metabolit tiocyanát narušuje příjem jódu štítnou žlázou. Přesné, citlivé a selektivní metody analýzy kyanidu jsou proto nezbytné pro dodržování přísných regulačních limitů a prevenci škodlivých účinků.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři představují postup pro přímou analýzu celkového kyanidu v pitné a odpadní vodě metodou iontové exkluze (ICE) kombinovanou s pulzní amperometrií (PAD). Hlavním cílem bylo vyvinout rychlou, selektivní a spolehlivou alternativu k náročným distilačně-titračním metodám EPA.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda spočívá v:

• kyselinové destilaci vzorků a zachycení HCN v 1 M NaOH pomocí systému MICRO DIST,
• chromatografické separaci na kolóně Dionex IonPac ICE-AS1 (4×250 mm) s guard kolónou ICE-AG1,
• eluci 50 mM methansulfonové kyseliny při 0,2 ml/min a 30 °C,
• elektrochemické detekci pulzní amperometrií s vlnou optimalizovanou pro kyselé eluenty na Pt pracující elektrodě,
• záznamu pH pomocí virtuálního kanálu v Chromeleon™ CDS.

Nástroje: Dionex (Thermo Fisher Scientific) ICS-3000 s AS autosamplerem a elektrochemickým detektorem ED, MICRO DIST digestor, polytetrafluor-alatové membrány a PEEK spojky.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje lineární kalibrace v oboru 1–25 µg/l (r2=0,9999) s detekčním limitem 0,27 µg/l. Recoverie spikovaných vzorků pitné vody, odpadní vody a certifikovaného standardu se pohybovaly v rozsahu 97–102 %. Proveďené testy specificity ukázaly, že chlorid, síran ani vysoké poměry síran/kynanid nezasahují do stanovení, zatímco artefakty z kyseliny kyanaté a tiokyanátu se objevují pouze při kyselinové destilaci bez předúpravy. Ty lze omezit identifikací přítomnosti nitrátů, nitritů, tiokyanátu a kyanátu a předúpravou sulfamovou kyselinou.

Přínosy a praktické využití metody

Vývojová metoda eliminuje komplikované destilační postupy, redukuje rušivé vlivy a nabízí vyšší citlivost a selektivitu než konvenční metody EPA. Umožňuje rychlé sledování kyanidové kontaminace v laboratořích QA/QC, průmyslových a vodohospodářských provozech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší integrace on-line vzorkovačů a automatických přípravných modulů, miniaturizace mikrodestilačních systémů a kombinace ICE-PAD s hmotnostní spektrometrií pro zlepšení selektivity při komplexních matricích. Vyvíjejí se i polymerní membrány odolnější vůči kontaminantům a nová proprietární eluční schémata pro další zkrácení analýzy.

Závěr

Popsaná ICE-PAD metoda představuje robustní, citlivý a selektivní postup pro stanovení celkového kyanidu v pitné i odpadní vodě. Její jednodušší příprava vzorku, eliminace interferencí a nízké detekční limity ji činí vhodnou alternativou k současným EPA metodám.

Reference

• Simeonova P., Fishbein L. Toxicological Profile for Cyanide; Agency for Toxic Substances and Disease Registry, 2006.
• EPA Methods 335.2, 335.3, 335.4; U.S. Environmental Protection Agency.
• Dionex Application Note 227: ICE-PAD pro celkový kyanid.
• ASTM D19.06 Cyanide Task Group Research Report, 2008.
• Dionex AN 188: ICE-PAD detekce glykolů a alkoholů.