The Determination of Toxic Metals in Waters and Wastes by Furnace Atomic Absorption

Význam tématu

Detekce toxických kovů v pitné vodě a odpadech je klíčová pro ochranu životního prostředí a zdraví populace. Ultra-stopové koncentrace prvků jako arsen, selen, olovo či kadmium vyžadují citlivé a spolehlivé analytické metody, které splňují přísné limity EPA a dalších regulačních orgánů.

Cíle a přehled studie / článku

Studie hodnotí optimální podmínky grafitové atomové absorpce (GFAAS) pro stanovení sedmi toxických kovů (As, Ba, Cd, Cr, Pb, Se, Ag) v roztocích pitné vody a komplexních odpadních vodách. Cílem bylo nalézt nejvhodnější teplotní program, matriční modifikátory a ukázat přesnost metody při diluovaných kyselinových matricích a při různých technikách kalibrace.

Použitá metodika a instrumentace

GFAAS s grafitovou trubicí Agilent GTA-95 a spektrofotometrem Agilent AA-975 vybaveným video displejem pro programování teplot, časů a typů plynů. Integrovaný dispensér umožňuje automatizované míchání vzorků, standardních roztoků a matričních modifikátorů až ve čtyřech nádobách v jedné injekci.

Hlavní výsledky a diskuse

• Arsen: optimální atomizační teplota 2500 °C se stop-flow dusíkem, RSD 2,5–4 %; matriční modifikátor Ni (20–1000 mg/L) zajišťuje > 90 % recovery.
• Barium: atomizační plyn argon při 0,5 L/min, atomizace na 2500 °C, RSD 0,9–4,1 %; standardní přídavky nutné pro přesné stanovení v odpadních vodách.
• Kadmium: pomalý ramp rate 500 °C/s, atomizace na 1800 °C, RSD < 1 %; NH4NO3 jako modifikátor a kalibrace standardními přídavky zajišťují plné recovery.
• Chrom: atomizace na 2500 °C, RSD 1,1–1,6 %; NH4NO3 zlepšuje recovery v komplexních matricích (96–100 %).
• Olovo: atomizace na 2000 °C, RSD 0,9–2 %; standardní přídavky doporučeny pro přesnost 96–101 %.
• Selen: atomizace na 2500 °C, RSD < 5 %; kombinace AgNO3 (200 mg/L) pro odstranění chloridů a Ni (200 mg/L) jako modifikátoru vede k recovery 85–112 %.
• Stříbro: atomizace na 2000 °C, RSD 0,2–1,7 %; 5 % HNO3 jako matriční modifikátor a standardní přídavky umožňují 100 % recovery.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizované dávkování vzorků a standardů minimalizuje chyby ředění a riziko kontaminace. Programovatelné teplotní profily a volba plynů optimalizují citlivost i životnost grafitové trubice. Metoda je schválena EPA a vhodná pro rutinní monitorování jak pitných vod, tak odpadních matric.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k integraci ultracitlivých detektorů, multi-elementární kalibraci v reálném čase a k miniaturizaci kapilárních trubic pro snížení spotřeby vzorku. Možné je rozšíření na mobilní laboratoře pro rychlé vyhodnocení na místě odběru.

Závěr

Grafitová atomová absorpce s automatizovaným dispensérem Agilent poskytuje vysoce citlivé, přesné a reprodukovatelné stanovení toxických kovů v nízkých µg/L úrovních. Klíčem k úspěchu je volba vhodných matričních modifikátorů, kalibrace metodou standardních přídavků a optimalizace teplotních programů.

Reference

1. US EPA, A Handbook of Key Federal Regulations and Criteria for Multimedia Environmental Control, EPA-600/7-79-175 (1975).
2. US EPA, Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes, EPA-600/4-79-020 (1979).
3. US EPA, Test Methods for Evaluation of Solid Waste, Physical/Chemical Methods, SW-846 (1980).