Direct Analysis of Ultratrace Rare Earth Elements in Environmental Waters by ICP-QQQ
Aplikace | 2020 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Vzácné zeminy (REE) jsou nepostradatelné v moderních technologiích – od skel a permanentních magnetů po čistou energii a obranné systémy. Narůstající využití vyvolává potřebu monitorovat jejich unikání do životního prostředí při těžbě, zpracování, výrobě i likvidaci. Citlivé a rychlé metody pro stanovení ultratrac nízkých koncentrací REE ve vodách jsou klíčové pro ochranu ekosystémů a plnění budoucích regulací.
Cílem studie bylo vyvinout přímou analytickou metodu pro stanovení 16 REE v povrchových a odpadních vodách pomocí Agilent 8900 ICP-QQQ v MS/MS mass-shift režimu za použití N₂O jako reakčního plynu. Metoda má zajistit sub-ppt limity detekce, účinné potlačení polyatomových interferencí a minimalizovat laboratorní přípravu vzorku.
N₂O prokázalo vyšší nebo srovnatelnou citlivost než O₂ pro všechny REE. MDL byly sub-ppt (0,05–0,10 ppt). Analýza SLRS-6 ukázala shodu u všech prvků kromě Sc, kde původní hodnota byla pravděpodobně ovlivněna interferencí SiO⁺/SiOH⁺. Vzorky řeky Tama odhalily konzistentní profil REE až na významné zvýšení Gd v blízkosti výtoků ČOV, pravděpodobně z gadoliniových kontrastních látek pro MRI. Normalizace vůči PAAS ukázala vynešení lehkých REE a obohacení těžších prvků v ČOV effluentech.
Metoda umožňuje přímé měření ultratrac nízkých hladin REE ve vodách bez časově náročných předúprav. Vysoká citlivost a efektivní odstraňování interferencí podporují rutinní monitorování kvality vody v laboratořích QA/QC, výzkumu i průmyslu.
Agilent 8900 ICP-QQQ v MS/MS mass-shift režimu s N₂O prokázal vynikající citlivost a spolehlivost pro přímou analýzu 16 REE v řekových a odpadních vodách. Sub-ppt MDL, účinné potlačení interferencí a minimalizace přípravy vzorků potvrzují vhodnost metody pro rutinní i výzkumné aplikace.
ICP/MS, ICP/MS/MS
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Vzácné zeminy (REE) jsou nepostradatelné v moderních technologiích – od skel a permanentních magnetů po čistou energii a obranné systémy. Narůstající využití vyvolává potřebu monitorovat jejich unikání do životního prostředí při těžbě, zpracování, výrobě i likvidaci. Citlivé a rychlé metody pro stanovení ultratrac nízkých koncentrací REE ve vodách jsou klíčové pro ochranu ekosystémů a plnění budoucích regulací.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout přímou analytickou metodu pro stanovení 16 REE v povrchových a odpadních vodách pomocí Agilent 8900 ICP-QQQ v MS/MS mass-shift režimu za použití N₂O jako reakčního plynu. Metoda má zajistit sub-ppt limity detekce, účinné potlačení polyatomových interferencí a minimalizovat laboratorní přípravu vzorku.
Použitá instrumentace
- ICP-QQQ přístroj Agilent 8900 (model #100) s dvojitou kvadrupólovou konfigurací (Q1–CRC–Q2).
- Quartzová dvojitá smyčka, quartzová hořáková trubice s 2,5 mm injektorem, Ni kuželky.
- PFA mikroflow nebulizér (G3139-65100) a peristaltické čerpadlo.
- Software Agilent ICP-MS MassHunter s „low-matrix“ preset plasma nastavením pro vzorky do 0,1 % TDS.
Použitá metodika
- Reakční plyn: nitrous oxide (N₂O) v CRC pro přenos analyzovaných REE do oxidovaných produktů (M+16).
- Optimalizace Q1 pro selekci m/z analyzovaných iontů a potlačení interferencí (BaO⁺, BaH⁺, hydridů, oxidů).
- Výpočet MDL jako trojnásobek směrodatné odchylky devíti replikát vzorku (0,3 ppt standard).
- Ověření metodiky na certifikované referenční vodě SLRS-6 (NRC-CNRC) s porovnáním reportovaných a naměřených hodnot.
- Odběr vzorků: čtyři body toku řeky Tama (včetně dvou výtoků ČOV), každá trojice vzorků filtrována 0,45 µm a okyselena 1 % HNO₃.
Hlavní výsledky a diskuse
N₂O prokázalo vyšší nebo srovnatelnou citlivost než O₂ pro všechny REE. MDL byly sub-ppt (0,05–0,10 ppt). Analýza SLRS-6 ukázala shodu u všech prvků kromě Sc, kde původní hodnota byla pravděpodobně ovlivněna interferencí SiO⁺/SiOH⁺. Vzorky řeky Tama odhalily konzistentní profil REE až na významné zvýšení Gd v blízkosti výtoků ČOV, pravděpodobně z gadoliniových kontrastních látek pro MRI. Normalizace vůči PAAS ukázala vynešení lehkých REE a obohacení těžších prvků v ČOV effluentech.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje přímé měření ultratrac nízkých hladin REE ve vodách bez časově náročných předúprav. Vysoká citlivost a efektivní odstraňování interferencí podporují rutinní monitorování kvality vody v laboratořích QA/QC, výzkumu i průmyslu.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření sledování REE v různých typech vodních matric – průmyslové odpadní vody, pitná voda, mořské vody.
- Další studie speciation a biotransportu REE v ekosystémech.
- Vyšší požadavky na environmentální regulace a limitní hodnoty REE ve vodách.
- Integrace s automatizovanými systémy pro kontinuální monitoring.
Závěr
Agilent 8900 ICP-QQQ v MS/MS mass-shift režimu s N₂O prokázal vynikající citlivost a spolehlivost pro přímou analýzu 16 REE v řekových a odpadních vodách. Sub-ppt MDL, účinné potlačení interferencí a minimalizace přípravy vzorků potvrzují vhodnost metody pro rutinní i výzkumné aplikace.
Reference
- US Geological Survey, The Rare-Earth Elements—Vital to Modern Technologies and Lifestyles, Fact Sheet 2014–3078, 2014.
- Sugiyama N., Woods G., Direct measurement of trace rare earth elements in high-purity REE oxide…, Agilent 8800, publication 5991-0892EN.
- Song J. et al., Routine determination of trace rare earth elements in Nd₂O₃ using Agilent 8800 ICP-QQQ, publication 5991-5400EN.
- Agilent, Reaction data for 70 elements using O₂, NH₃ and H₂ with the Agilent 8800 Triple Quadrupole ICP-MS, publication 5991-4585EN.
- Yeghicheyan D. et al., Interlaboratory characterization of Silicon, REEs in SLRS-6 natural river water CRM, Geostandards and Geoanalytical Research, Vol. 43(3), 2019, 475–484.
- Nance W.B., Taylor S.R., Rare earth element patterns and crustal evolution—I. Australian post-Archean sedimentary rocks, Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol. 40(12), 1976, 1539–1551.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
ICP-QQQ Applications in Geochemistry, Mineral Analysis, and Nuclear Science
2022|Agilent Technologies|Příručky
Applications of ICP-MS ICP-QQQ Applications in Geochemistry, Mineral Analysis, and Nuclear Science Application Compendium > Return to table of contents > Search entire document Explore New Opportunities in Geochemistry, Mineral Analysis, and Nuclear Science With the Agilent 8900 ICP-QQQ Agilent…
Klíčová slova
return, returncontents, contentstable, tableicp, icpree, reeqqq, qqqmass, masscps, cpscell, cellgas, gasybo, yboshift, shiftwwtp, wwtprare, raretama
Agilent ICP-MS Journal (July 2020, Issue 81)
2020|Agilent Technologies|Ostatní
Agilent ICP-MS Journal July 2020, Issue 81 Novel Uses for Agilent ICP-MS in a Changing World Page 1 Novel Uses for Agilent ICP-MS in a Changing World Pages 2-3 Tandem Laser Ablation and Laser Induced Breakdown Spectroscopy Extends the Capabilities…
Klíčová slova
icp, icplibs, libsplasma, plasmalaser, laserqqq, qqqrees, reesagilent, agilentablation, ablationcitations, citationsriver, riverree, reeionization, ionizationbibliography, bibliographyaerosol, aerosoltorch
Handbook of ICP-QQQ Applications using the Agilent 8800 and 8900
2022|Agilent Technologies|Příručky
5th Edition Handbook of ICP-QQQ Applications using the Agilent 8800 and 8900 Primer > Return to table of contents > Search entire document Foreword Agilent Technologies launched its 8800 Triple Quadrupole ICP-MS (ICP-QQQ) at the 2012 Winter Conference on Plasma…
Klíčová slova
return, returncontents, contentstable, tableicp, icpqqq, qqqcps, cpsgas, gasmass, massppt, pptcell, celldocument, documentconc, concentire, entiresearch, searchelements
Characterization of Rare Earth Elements used for Radiolabeling Applications by ICP-QQQ
2020|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Materials, Nuclear, Pharmaceutical Characterization of Rare Earth Elements used for Radiolabeling Applications by ICP-QQQ Analysis of radiogenic REE isotopes in bulk REE matrices Introduction Authors B. Russell , P. Ivanov B. Webster1,2, D. Read1,2 1 1 Nuclear Metrology…
Klíčová slova
ree, reelanthanide, lanthanidelanthanides, lanthanidesradio, radiotrace, traceqqq, qqqicp, icpelement, elementimpurities, impuritiesstarting, startingchemical, chemicalradioactive, radioactiveisotopes, isotopesseparation, separationmeasured