Speciation Analysis of Chromium by LC-ICP-MS Based on ISO 24384

Význam tématu

Speciace chrómu umožňuje rozlišit méně toxickou formu Cr(III) od vysoce toxické formy Cr(VI). Přesná a rychlá analýza obou forem je klíčová pro posouzení kvality vodního prostředí i dodržování mezinárodních norem jako ISO 24384.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat metodu souběžného stanovení Cr(III) a Cr(VI) v různých typech vod pomocí LC-ICP-MS. Studie ověřila jednoduchou předúpravu vzorku, kalibraci, odezvu systému a spolehlivost výsledků v souladu s ISO 24384.

Použitá metodika

Vzorky (minerální vody, povrchové vody, odpadní vody, vodovodní voda) byly filtrovány (0,45 µm), upraveny na pH ≈6,9 a opatřeny EDTA (0,025 mol/L). Po 60 minutách zahřívání (70 °C) se zkombinovaný roztok znovu filtruje (0,2 µm) a injektuje do LC–ICP-MS.

Použitá instrumentace

• LC systém Prominence Inert se sloupci Shodex SI-35-4D (150×4,0 mm, 3,5 µm) a Shodex SI-95(G) (10×4,6 mm, 9 µm)
• Aniontový výměnný kolona (polyvinylalkohol modifikovaný kvarterními amoniovými skupinami), mobilní fáze 100 mmol/L HNO3 (pH 7)
• ICPMS-2050 s nerostrovým minihořákem, cyklónovou komorou, nebulizérem DC04, Ni kužely, kolizní/reakční buňka s heliem (3,5 mL/min)
• RF výkon 1,2 kW, proud plasmatu 9,0 L/min, pomocný plyn 1,1 L/min, nosný plyn 0,45 L/min, energie filtru 7 V, mass‐to‐charge Cr m/z 52

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla separace obou forem s resolucí 4,4. Kalibrace na rozsahu 0,05–20 µg/L vykázala lineární odezvu (R2 > 0,9999). Detekční limity činily 0,015 µg/L pro Cr(III) a 0,006 µg/L pro Cr(VI) v měřicím roztoku. Odezva bez EDTA pro Cr(III) vykazovala nepřesný široký špičkový průběh, zatímco po chelaci s EDTA byla retenční doba stabilní a vrchol ostřejší. Obnovení (spike recovery) v reálných vzorcích dosáhlo 97–109 %, v souladu s požadavky ISO.

Přínosy a praktické využití metody

• Současné stanovení Cr(III) a Cr(VI) bez nutnosti oddělené předúpravy
• Minimální interferenční vlivy z okolních složek vzorku
• Jednoduché napojení LC výstupu na ICP-MS nebulizér
• Vhodné pro monitorování kvality vod a analogické aplikace v průmyslu

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace předúpravy vzorků a integrace mikrokolon pro úsporu objemu mobilní fáze
• Rozšíření metody na další toxické prvky vyžadující speciaci
• Nasazení v terénu s přenosnými LC-ICP-MS systémy
• Propojení s technikami vysokého rozlišení pro zvýšení selektivity

Závěr

Použití LC-ICP-MS s chelací EDTA nabízí robustní a citlivou metodu pro simultánní stanovení Cr(III) a Cr(VI) ve vodách. Metoda splňuje požadavky ISO 24384, poskytuje vynikající linearitu, nízké detekční limity a vysokou spolehlivost výsledků.

Reference

1. ISO 24384:2024 Water quality — Determination of chromium(VI) and chromium(III) in water — Method using liquid chromatography with inductively coupled plasma mass spectrometry after chelating pretreatment