Environmental ion chromatography

Význam tématu

Analytická kontrola kvalitní vody, ovzduší a odpadních vod je klíčová pro ochranu zdraví a životního prostředí. Ionová chromatografie (IC) představuje univerzální a citlivou metodu pro stanovení anorganických aniontů, kationtů, disinfekčních vedlejších produktů, organických kyselin, toxických kontaminantů i mikropolutantů.

Cíle a přehled studie / článku

Tento souhrn shrnuje kompendium aplikačních poznámek společnosti Thermo Fisher Scientific, které pokrývají široké spektrum prostředí a analytických úloh:

• Analýza anorganických aniontů dle EPA 300.0/300.1 v pitné vodě
• Rychlá a nízkonákladová stanovení aniontů metodami DCR a RFIC
• Stanovení vybraných kationtů a amonných iontů v povrchových i odpadních vodách
• Oxyhalogenidy a bromid ve vodách po chloraci a ozonaci
• Disinfekční by-products (bromát, chlorát, chlorit) s detekcí po postkolonní reakci a MS
• Speciální aplikace: PM2.5 anionty a karboxylové kyseliny, perzistentní PFAS, polar pesticides, AOF/CIC, HPAE-PAD pro sacharidy

Použitá metodika a instrumentace

V kompendiu jsou využity různé IC systémy a detektory:

• Reagent-Free IC (RFIC) se supresí elektrolýzou a DCR modu
• Dionex Aquion™, Easion™, ICS-3000, ICS-5000, ICS-6000 HPIC a Integrion™ HPIC
• IonPac sloupce (AS22-Fast, AS29-Fast, AS19-4µm, AS23-4µm, AS30, AS11-HC, AG18-Fast, AG19/AS19, AS20, AS16-4µm, CS16, CarboPac MA1)
• Supresory ASRS™, AERS™, CRD 300, CR‐ATC trap columns
• Detekce vodivosti potlačenou nebo UV absorbancí (PCR s KI), PAD
• MS detekce: iCAP™ RQ ICP-MS, ISQ™ EC single quad, Q Exactive™ HF Orbitrap, TSQ™ Triple Quadrupole, IC-ESI-MS/MS
• CIC: Termická kompenzace vzorků, adsorpce na aktivní uhlí
• HPAE-PAD pro analytiku sacharidů z atmosférických aerosolů

Hlavní výsledky a diskuse

Měřené metody poskytují výbornou linearitu (r² > 0,995), velmi nízké metody detekční limity (MDL v rozsahu pg–ng/L) a vysokou opakovatelnost (RSD < 1 %). Rychlé metody (< 15 min) se sloupci Fast-4µm umožňují vysokou průchodnost vzorků. MS detekce přináší selektivitu, identifikaci a lepší limity při složitých matricích. CIC/AOF poskytuje sumární parametr organohalogenů a lze jej využít pro screening PFAS. HPAE-PAD umožňuje rozlišení až 14 sacharidů v aerosolových vzorcích.

Přínosy a praktické využití metody

• Kompliance s regulačními limity dle U.S. EPA, EU, WHO
• Minimalizace spotřeby chemikálií a eluentů (RFIC).
• Rychlá analýza s nízkými provozními náklady.
• Přímá analýza složitých matric bez složité úpravy vzorku.
• Možnost souběžné multi-analyzové detekce (ionty, DBP, PFAS, pesticidy).

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k: vyšší miniaturizaci (2 mm sloupce), automatizaci přípravy vzorků, hyphenaci s vysoce rozlišovacími MS systémy (HRAM, TOF), non-target screeningem organohalogenů i PFAS, a využití umělé inteligence pro interpretaci velkých dat.

Závěr

Kompendium aplikačních poznámek demonstruje širokou škálu metod a instrumentací pro spolehlivou environmentální ionovou chromatografii. Kombinace potlačené vodivosti, postkolonní reakce a MS detekce umožňuje splnění nejnáročnějších požadavků na citlivost, selektivitu a rychlost analýz.

Reference

• U.S. EPA Method 300.0/300.1: Determination of inorganic anions in drinking water
• U.S. EPA Method 326.0: Determination of bromate by IC with post-column reaction
• U.S. EPA Method 321.8: Bromate in drinking water by IC-ICP-MS
• U.S. EPA Method 335.2/335.3/335.4: Free cyanide determination
• U.S. EPA Method 332.0: Perchlorate by IC-MS
• U.S. EPA Method 557: Haloacetic acids by IC-ESI-MS/MS
• WHO Guidelines for Drinking-water Quality
• EU Drinking Water Directive