Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Význam tématu

Halogeny a síra patří mezi klíčové znečišťující látky v životním prostředí a odpadním hospodářství. Jejich spolehlivé stanovení v pevných vzorcích je nezbytné pro splnění legislativních požadavků (např. směrnice EU 2000/76/EC, 99/31/EC) a pro kontrolu kvality odpadů nebo surovin.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo zavést a validovat rychlou metodu spalovací iontové chromatografie (CIC) podle normy EN 17813:2023 pro současné stanovení fluoridu, chloridu, bromidu a síranu v různých pevných vzorcích (SRF, dřevo, kal, půda, polymer). Studie obsahuje optimalizaci přípravy vzorku, spalovacího procesu a chromatografických podmínek.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly přesušeny při 105 °C, rozdrceny pod 250 µm a navážky (25–50 mg) podrobeny pyrohydrolytickému spalování v keramické spalovací trubici (TEI). Produkty spalování byly pohlcovány v roztoku peroxidu vodíku a analyty přeneseny do iontového chromatografu s průtokovým podavačem Dosino. Chromatografická separace probíhala na kolóně Metrosep A Supp 19 - 150/4.0 s karbonát/bikarbonátovým elučním činidlem z výroby modulu 941 Eluent Production. Automatická kalibrace MiPT pokrývala dva rozsahy (0,0125–0,5 a 0,125–5,0 mg/L). Kontrolu kvality zajišťovaly inorganické standardy, CRM ERM-EC681m a pravidelné blanky.

Hlavní výsledky a diskuse

Všechna měřená ionty byla separována do 20 minut s následujícími koncentracemi v mg/kg a RSD < 11 %:

• Fluoridy: 13,5 (dřevo) až 559 (půda)
• Chloridy: 351 (polymer) až 7676 (SRF)
• Bromidy: 8,6 (dřevo) až 1304 (polymer)
• Sulfáty: 189 (půda) až 8672 (kal)

Výsledky ukazují vysokou reprodukovatelnost, nízké detekční limity a odolnost vůči matricovým interferencím díky pyrohydrolytické separaci.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda CIC nabízí:

• Rychlou a simultánní analýzu čtyř iontů
• Minimální ruční zásahy díky plné automatizaci
• Robustnost keramického spalovacího systému a dlouhou životnost spotřebního materiálu
• Integrovanou výrobu elučního činidla a inteligentní kalibraci

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané rozšíření zahrnuje:

• Online monitorování environmentálních vzorků
• Integraci s hmotnostní spektrometrií pro širší spektrum prvků
• Další standardizace a validace pro průmyslové aplikace
• Miniaturizaci spalovacího modulu pro terénní analýzy

Závěr

Spalovací iontová chromatografie je validovaná, rychlá a spolehlivá metoda pro stanovení halogenů a síry v pevných vzorcích podle EN 17813:2023. Díky automatizaci a robustní keramické konstrukci nabízí uživatelům vysokou produktivitu a nízké provozní náklady.

Reference

1. Häggblom MM, Bossert ID. Halogenated Organic Compounds – A Global Perspective. In: Dehalogenation: Microbial Processes and Environmental Applications. Springer US; 2003. p. 3–29.
2. Oliveira DK, Cauduro VH, Flores ELM et al. Pyrohydrolysis as a Sample Preparation Method for the Subsequent Halogen Determination: A Review. Anal Chim Acta. 2024;1288:342054.
3. Picoloto RS, Cruz SM, Mello PA et al. Combining Pyrohydrolysis and ICP-MS for Bromine and Iodine Determination in Airborne Particulate Matter. Microchem J. 2014;116:225–229.
4. Pereira LSF, Pedrotti MF, Vecchia PD et al. A Simple and Automated Sample Preparation System for Subsequent Halogens Determination: Combustion Followed by Pyrohydrolysis. Anal Chim Acta. 2018;1010:29–36.
5. Marks. The F, Cl, Br and I Contents of Reference Glasses BHVO‐2G, BIR‐1G, BCR‐2G, GSD‐1G, GSE‐1G, NIST SRM 610 and NIST SRM 612. Geostandards Geoanal Res. 2017.
6. Reber I. History of Metrohm IC – Part 6. Metrohm blog; 2024-03-19.
7. Frenzel W. Sample Preparation Techniques for Ion Chromatography – an Overview. In: Sample Preparation Techniques for Ion Chromatography. Metrohm AG; Herisau, CH.
8. Vanhoof C. Validation of PrEN 17813 Environmental Solid Matrices – Determination of Halogens and Sulfur by Oxidative Pyrohydrolytic Combustion Followed by IC. VITO; 2023.