Determination of As, Sb and Se in Difficult Environmental Samples by Hydride Generation

Význam tématu

Hydridová generace patří mezi klíčové techniky pro stanovení arsenu, antimonu a selenu v environmentálních vzorcích. Umožňuje vysokou citlivost, jednoduchou manipulaci a nižší vliv rušivých látek ve srovnání s běžnými metodami. Díky schopnosti přeměny analyzovaných prvků na plynné hydridy se výrazně zvyšuje selektivita a reproducibilita měření, což je zásadní pro kontrolu životního prostředí, průmyslovou analytiku i akreditované QA/QC laboratoře.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo ověřit výkon kontinuálního průtokového hydridového generátoru Agilent VGA-76 využívajícího NaBH₄ redukci ve srovnání s tradičními metodami (zinc slurry) a s grafitovou pecí. Vyhodnoceno bylo šest náročných vzorků (řádově sedimenty, kalové suroviny, prachy z fly ash a voda) dle metodiky USEPA SW-846 metod 3050 a 3010. Každý vzorek byl analyzován bez a se standardním spike před diges­cí, přičemž výsledky byly porovnány s výstupy z práce Lockheed Engineering & Sciences Company (LESC).

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnovala:

• Suchou/s mokrou digesci vzorků dle SW-846 Method 3050 (pevné vzorky) a Method 3010 (vodné vzorky) s přidáním HNO₃ a H₂O₂ a závěrečnou redukcí přebytku peroxidu odpařením či ředěním.
• Přípravu roztoků pro stanovení As, Sb (50 % HCl, 2 % močovina, 1 % KI) a Se (60 % HCl, 0,4 % močovina) s následným 10× ředěním.

Instrumentace:

• Agilent VGA-76 Vapor Generation Accessory (kontinuální průtoková technika)
• Agilent SpectrAA-20 a SpectrAA-400 atomové absorpční spektrometry
• Agilent PSC-56 programovatelný dávkovač vzorků (až 67 vzorků + 5 standardů)

Hlavní výsledky a diskuse

Hydridový generátor VGA-76 prokázal v rozsahu kalibrace vysokou linearitu, citlivost a přesnost (%RSD < 3 %). Detekční limity pod 1 μg L⁻¹ pro As a Sb a pod 0,5 μg L⁻¹ pro Se umožnily stanovit nízké koncentrace i po 10× ředění. Ověřovací měření na šesti vzorcích ukázala:

• As: shoda hydridové a grafitové metody (průměrné recovery 90–100 %)
• Sb: nižší recovery v reálných matricích (~30 %) kvůli ztrátám při digesci, blank voda ~100 %
• Se: recovery 56–74 %, blank voda ~100 %, dobrá shoda s grafitovou pecí

Rušivé pozadí z HNO₃/H₂O₂ bylo eliminováno buď závěrečným odpařením nebo dalším ředěním; přidání močoviny minimalizovalo účinek kyseliny dusičné a KI zajistilo stabilní oxidační stav As(III)/Sb(III).

Přínosy a praktické využití metody

Kontinuální hydridová generace s NaBH₄ nabízí:

• Rychlou analýzu (až 60 stanovení za hodinu) s automatizovanou prezentací vzorků
• Vysokou přenositelnost a reprodukovatelnost dat
• Snadnou kontrolu interferencí díky ředicím krokům a modifikátorům (močovina, KI)
• Možnost akreditovaných postupů pro monitoring vody, půd, kalů a popílku

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření hydridové generace:

• Integrace s ICP-OES/MS pro vícerozměrné stanovení stopových prvků
• Miniaturizace průtokových systémů pro on-line a mobilní monitoring
• Nové komplexační činidla tlumící především přechodné kovy
• Vyšší úroveň automatizace včetně prediktivní údržby a AI-asistované korekce interference

Závěr

Studie potvrdila, že kontinuální NaBH₄-hydridová generace pomocí Agilent VGA-76 je spolehlivá, citlivá a vhodná pro složité environmentální vzorky. Klíčová je kvalitní digesce a příprava vzorků, která minimalizuje ztráty analyzovaných prvků a potlačuje rušivé pozadí. Metoda nabízí vysokou průchodnost, přesnost a lze ji snadno automatizovat v kontrolních laboratořích.

Reference

• K. Brodie, B. Frary, B. Sturman, L. Voth, Varian Instruments at Work No. 38, 1983.
• L. M. Voth-Beach, D. E. Shrader, Spectroscopy 1 (1985) 60–65.