Analysis of Hexavalent Chromium in Drinking Water According to EPA Method 218.7

Význam tématu

Hexavalentní chrom (Cr(VI)) je toxická a karcinogenní forma chromu, která se vyskytuje v životním prostředí zejména v průmyslových a vodárenských procesech. Její přesná a citlivá analýza ve vodě je klíčová pro ochranu veřejného zdraví a splnění regulatorních požadavků, např. nového cílového PHG (Public Health Goal) pro Kalifornii ve výši 0,02 µg/L a limitů EPA pro pitné vody.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat použití metodiky podle EPA Method 218.7 pro stanovení Cr(VI) v pitné vodě za pomoci kapalinové chromatografie s post-column derivatizací. Autoři prezentují rychlou analýzu (<6 minut) se spolehlivou selektivitou a citlivostí v rozsahu nízkých µg/L.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek pitné vody byl alkalizován (pH >8) roztokem síranu amonného/amoniaku, aby se minimalizovala redukce Cr(VI) na Cr(III). Aniontově výměnná chromatografie odděluje Cr(VI) od potenciálních interferencí; po průchodu kolonou se Cr(VI) v post-column reakci barví 1,5-difenylkarbazidem a detekuje se UV/VIS při 530 nm.

• Kapalinový chromatografický systém Shimadzu Nexera lite inert
• Kolona Shodex SI-90 (250×4 mm, 9 µm) se strážnou kolonkou SI-90G (10×4,6 mm, 9 µm)
• Degasační jednotka DGU-403, autosampler SIL-20AC inert kit (1000 µL injekce) a kolona v termočlánku CTO-40C na 45 °C
• Pumpy LC-40i s PEEK trubicemi a odporovou smyčkou
• Post-column reaktant: 2 mmol/L 1,5-difenylkarbazid v 10 % methanolu a 1 N H2SO4
• Detekce UV/VIS (SPD-40V inertní kyveta)
• Objem injekce 1000 µL, průtok eluční fáze 0,8 mL/min, post-column průtok 0,3 mL/min

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivka (0,02–1 µg/L) dosáhla koeficientu korelace r2 = 0,99997. Přesnost a správnost (<7 % RSD, průměrné recovery 101–102 %) splnily limity EPA (RSD ≤15 %, recovery ±15 %). Metoda detekovala Cr(VI) na úrovni MDL = 0,003 µg/L a LOQ = 0,009 µg/L, což je více než dostatečné pro kalifornský PHG a navrhované limity EPA.
Analýza tří komerčních minerálních vod a kohoutkové vody s přídavkem standardu potvrdila spolehlivost metody: recovery 97–102 %, RSD <5 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou (<6 minut), selektivní a velmi citlivou detekci hexavalentního chromu v pitné a průmyslové vodě. Vysoký objem injekce a post-column derivatizace zajišťují nízké detekční limity. Implementace v laboratořích QA/QC usnadní dodržování přísných environmentálních norem.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj miniaturizovaných a automatizovaných chromatografických systémů s vyšší propustností vzorků. Integrace s hromadnými datovými platformami a umělou inteligencí umožní prediktivní sledování úrovně Cr(VI) v distribučních sítích. Metodu lze adaptovat pro analýzu ve složitějších matricích (odpady, průmyslové výpustě).

Závěr

EPA Method 218.7 v kombinaci se systémem Shimadzu Nexera lite inert poskytuje robustní, rychlou a velmi citlivou metodu pro kvantifikaci Cr(VI) v pitné vodě. Výsledky splňují přísné požadavky regulatorních orgánů a otevírají cestu pro široké nasazení ve vodohospodářství a průmyslové analytice.

Reference

1. EPA Method 218.7: Determination of Hexavalent Chromium in Drinking Water by Ion Chromatography with Post-Column Derivatization and UV-Visible Spectroscopic Detection, Version 1.0
2. Hexavalent Chromium. California State Water Resources Control Board. https://www.waterboards.ca.gov/drinking_water/certlic/drinkingwater/Chromium6.html (Accessed Feb 2024)