Determination of Anions in Acid Rain by Ion Chromatography

Význam tématu

Atmosférická depozice kyselých aniontů přispívá k acidifikaci ekosystémů a materiálů. Monitorování složení dešťové vody je klíčové pro hodnocení účinnosti emisních omezení SO₂ a NO₂ a pro ochranu životního prostředí.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je optimalizovat metodu iontové chromatografie s automatickou elektrolýzou eluentu pro kvantifikaci běžných anorganických aniontů (fluorid, chlorid, dusičnan, síran) v dešťové vodě a ověřit její přesnost pomocí simulovaného vzorku s certifikovanými hodnotami.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byla použita sestava Thermo Scientific Dionex ICS-2000 RFIC s následujícími komponentami:

• Ionový chromatograf ICS-2000 s eluentním generátorem a Dionex CR-ATC trap kolónou
• Analytická kolona Dionex IonPac AS18 (4×250 mm) a ochranná Dionex IonPac AG18 (4×50 mm)
• Suppressor ASRS ULTRA AutoSuppress recycle mode (4 mm, 100 mA)
• Autosampler AS50 a CDS Chromeleon 6.8
• Provozní podmínky: 38 mM KOH, průtok 1,0 mL/min, teplota 30 °C, injekční objem 25 µL

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje separaci až sedmi aniontů do 10 minut. Výsledky kalibrací ukázaly lineární rozsahy 0,02–20 mg/L s koeficienty determinace >0,999. Metody detekční limity jsou v oblasti jednotek µg/L (fluorid 2,5 µg/L, chlorid 2,8 µg/L, dusičnan 6,2 µg/L, síran 4,8 µg/L). Retenční časy vykazují RSD <0,06 % a obsahové RSD 0,3–2,4 %. Analýza simulované dešťové vody (SR-II) potvrdila shodu naměřených hodnot s certifikovanými: fluorid 0,10 mg/L, chlorid 0,99 mg/L, dusičnan 7,10 mg/L, síran 10,0 mg/L.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Elektrolytickou přípravu eluentu bez nutnosti manuálního míchání
• Vysokou automatizaci a reprodukovatelnost měření
• Rychlou isokratickou analýzu nejčastějších aniontů
• Snadný přenos metody mezi laboratořemi a operátory

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat:

• Gradientní hydroxidové eluenty pro vzorky s vysokým obsahem CO₂
• Integrovanou detekci s hmotnostní spektrometrií pro vyšší selektivitu
• Přenosné polní IC systémy pro okamžité terénní měření
• Automatizované zpracování dat a přímé napojení na systémy environmentálního dohledového monitoringu

Závěr

Kombinace kolony IonPac AS18 s elektrolýzou KOH poskytuje rychlou, přesnou a plně automatizovanou metodu pro stanovení aniontů v dešťové vodě. Metoda splňuje požadavky EPA a zajišťuje vysokou spolehlivost a reprodukovatelnost analýz.

Reference

1. EPA Method 300.6: Wet Deposition Analysis by Chemically Suppressed Ion Chromatography, 1986
2. ASTM D5085-90: Determination of Chloride, Nitrate, and Sulfate in Atmospheric Wet Deposition, 2003
3. Thermo Scientific Application Note 154: Inorganic Anion Analysis Using Hydroxide-Selective Column, 2003