Determination of selenite and selenate in environmental waters by ion chromatography-mass spectrometry (IC-MS)

Význam tématu

Selen je esenciální stopový prvek ale při překročení přísných regulačních limitů se stává toxickým. Jeho chemické formy selenit a selenát se liší toxicitou i biologickou dostupností, a proto je speciační analýza klíčová pro hodnocení kvality pitné i povrchové vody.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout citlivou a selektivní metodu pro stanovení selenitu a selenátu v kontaminovaných vzorcích povrchových i odpadních vod pomocí reagent free iontové chromatografie spojené s jednokvadrupólovou hmotnostní spektrometrií.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda kombinuje aniontovou výměnnou chromatografii s kontinuálně regenerovaným suppressorem v režimu externí vody a ESI v negativním módu. Eluent se připravuje in situ generováním KOH pomocí eluentního generátoru a trap column. Oddělení probíhá na koloně IonPac AS11 HC gradientem KOH. Po suppressoru je část eluátu vedena do MS modulovaným diverterem.

• Ion Chromatograph Thermo Scientific Dionex Integrion HPIC
• Kolona Dionex IonPac AS11 HC guard 2×50 mm a analytická 2×250 mm
• Suppressor ADRS 600 v režimu externí regenerace
• Hmotnostní spektrometr Thermo Scientific ISQ EC
• Autosampler Dionex AS AP s injekční smyčkou 10 µL

Hlavní výsledky a diskuse

Detekční limity pro selenit a selenát byly 4 µg/L a 2 µg/L, neutrálně ovlivněné matricí simulační vody. Kalibrační křivky v rozmezí 10–250 µg/L vykázaly koeficient determinace nad 0.999. Percentuální recovery ve vzorcích odpadní, jezerní a říční vody spikovaných na 20, 50 a 100 µg/L se pohybovaly mezi 91 a 102 %. Reprodukovatelnost byla pod 3 % pro poměr signál internal standard a pod 0.5 % pro dobu retence.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí selektivní screening pro potenciální kontaminaci pitné i environmentální vody na úrovni µg/L bez nutnosti složitého předčištění a s rychlým přepnutím mezi konduktivní detekcí a MS.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace s dalšími technikami jako ICP MS pro sub ng/L stanovení, rozšíření na organické formy selenu a plně automatizované systémy pro dálkové monitorování kvality vody.

Závěr

Vyvinutá RFIC MS metoda pro stanovení selenitu a selenátu prokázala vysokou citlivost, přesnost a robustnost. Umožňuje spolehlivé speciační stanovení v různých typech vod potřebné pro plnění regulačních požadavků.

Reference

1. Sunde RA. Selenium. In Modern Nutrition in Health and Disease. 11th ed. Lippincott Williams & Wilkins 2012 s 225–237.
2. Tuzen M Pekiner OZ. Ultrasound assisted ionic liquid dispersive liquid–liquid microextraction combined with GF AAS for selenium speciation in foods and beverages. Food Chem 2015 188 619–624.
3. US EPA National Primary Drinking Water Regulations 2024.
4. Acikkapi AN Tuzen M Hazer B. Newly synthesized graft copolymer for magnetic solid phase microextraction of total selenium and its ETAAS determination in food and water samples. Food Chem 2019 284 1–7.
5. Donner MW Siddique TA. Rapid and sensitive IC ICP MS method for determining selenium speciation in natural waters. Can J Chem 2018 96(8) 795–802.
6. Lenz M Gmerek A Lens PNL. Selenium speciation in anaerobic granular sludge. Int J Env Anal Chem 2006 86(9) 615–627.
7. Thermo Scientific Dionex Integrion Operators Manual Thermo Fisher Scientific 2024.
8. Thermo Scientific Suppressor Manual P/N 031956 2024.
9. Thermo Scientific ISQ EC Operating Manual P/N 1R120591 0002 2024.
10. Thermo Scientific Technical Note 72611 Configuring and optimizing an IC MS system 2024.