Water Analysis Using ICP-OES with an Ultrasonic Nebulizer
Aplikace | 2010 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Analýza kvality vody je zásadní pro ochranu lidského zdraví a životního prostředí. Legislativní orgány, jako US EPA a EEC, stanovují přísné maximální hladiny kontaminantů (MCL), které se často pohybují v rozsahu nízkých mikrogramů na litr. Pro jejich spolehlivé stanovení je nutná metoda s vynikajícími detekčními limity a přesností.
Cílem studie bylo vyhodnotit nový ultrazvukový nebulizér U-5000AT ve spojení s ICP-OES (Liberty 200) pro přímou analýzu stopových prvků ve vodě. Metoda byla porovnána s konvenčním skleněným (concentric) nebulizérem a dále ověřena na referenčních vzorcích US EPA, NIST SRM 1643b a vzorcích pitné vody z australských měst.
Princip ultrazvukového nebulizéru spočívá v rozbití vzorku na aerosol o střední velikosti kapek <10 µm pomocí piezoelektrického transduceru poháněného RF oscilátorem. Výsledný aerosol se zbavuje části kapalné fáze v desolvační komoře a vstupuje do plazmatu ICP-OES.
Detekční limity s ultrazvukovým nebulizérem jsou 5–50× nižší než u skleněného nebulizéru, často dosahují pod 0,1 µg/L a leží výrazně pod MCL. Emisní signál stopových prvků stoupá až 10×. Wash-out čas do 0,1 % zbytkového signálu se pohybuje mezi 33–39 s, podobně jako u konvenčního systému. Krátkodobá přesnost je 0,5–2 % RSD, dlouhodobá stabilita 1,1–1,9 % RSD po 18 h kontinuálního měření. Analýzy referenčních vzorků (US EPA, NIST SRM 1643b) potvrdily validitu měření s minimálními odchylkami; domácí vody z Adelaide, Brisbane, Melbourne, Perth a Sydney splnily národní i mezinárodní limity. Spiking test s 400 mg/L Ca a 100 mg/L Mg ukázal zotavení >97 %, což potvrzuje nízký maticový efekt.
Metoda umožňuje přímou analýzu pitných vod bez složitého předzpracování, s výrazně lepšími detekčními limity, rychlejším rozborem a nižším rizikem kontaminace. Splňuje požadavky US EPA i EEC pro kvalitativní i kvantitativní monitoring vody.
Dalšími směry rozvoje jsou miniaturizace a plná automatizace, kombinace s technikami speciace a chromatografie, rozšíření aplikací na odpadní a procesní vody, půdy či potraviny a vývoj přenosných ICP-OES systémů pro terénní měření.
Ultrazvukový nebulizér U-5000AT v kombinaci s ICP-OES Liberty 200 nabízí výrazné zlepšení detekčních limitů, stabilitu a reprodukovatelnost pro rutinní analýzu stopových prvků ve vodách. Metoda je efektivní, rychlá a splňuje přísné legislativní požadavky.
ICP-OES
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Analýza kvality vody je zásadní pro ochranu lidského zdraví a životního prostředí. Legislativní orgány, jako US EPA a EEC, stanovují přísné maximální hladiny kontaminantů (MCL), které se často pohybují v rozsahu nízkých mikrogramů na litr. Pro jejich spolehlivé stanovení je nutná metoda s vynikajícími detekčními limity a přesností.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyhodnotit nový ultrazvukový nebulizér U-5000AT ve spojení s ICP-OES (Liberty 200) pro přímou analýzu stopových prvků ve vodě. Metoda byla porovnána s konvenčním skleněným (concentric) nebulizérem a dále ověřena na referenčních vzorcích US EPA, NIST SRM 1643b a vzorcích pitné vody z australských měst.
Použitá metodika a instrumentace
Princip ultrazvukového nebulizéru spočívá v rozbití vzorku na aerosol o střední velikosti kapek <10 µm pomocí piezoelektrického transduceru poháněného RF oscilátorem. Výsledný aerosol se zbavuje části kapalné fáze v desolvační komoře a vstupuje do plazmatu ICP-OES.
- ICP-OES Liberty 200: 0,75 m Czerny-Turnerův monochromátor, 1800 grooves/mm, RF 40,68 MHz, výkon 1,5 kW.
- Ultrazvukový nebulizér U-5000AT (Cetac Technologies): transducer 1,4 MHz, desolvační komora (T_heat 140 °C, T_cool 5 °C), plyn 0,7 L/min.
- Peristaltické čerpadlo: rychlosti 1,8 a 5 mL/min, regulace vzorku.
- Kontrola přístroje: PC IBM PS/2 Model 30/286.
Hlavní výsledky a diskuse
Detekční limity s ultrazvukovým nebulizérem jsou 5–50× nižší než u skleněného nebulizéru, často dosahují pod 0,1 µg/L a leží výrazně pod MCL. Emisní signál stopových prvků stoupá až 10×. Wash-out čas do 0,1 % zbytkového signálu se pohybuje mezi 33–39 s, podobně jako u konvenčního systému. Krátkodobá přesnost je 0,5–2 % RSD, dlouhodobá stabilita 1,1–1,9 % RSD po 18 h kontinuálního měření. Analýzy referenčních vzorků (US EPA, NIST SRM 1643b) potvrdily validitu měření s minimálními odchylkami; domácí vody z Adelaide, Brisbane, Melbourne, Perth a Sydney splnily národní i mezinárodní limity. Spiking test s 400 mg/L Ca a 100 mg/L Mg ukázal zotavení >97 %, což potvrzuje nízký maticový efekt.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje přímou analýzu pitných vod bez složitého předzpracování, s výrazně lepšími detekčními limity, rychlejším rozborem a nižším rizikem kontaminace. Splňuje požadavky US EPA i EEC pro kvalitativní i kvantitativní monitoring vody.
Budoucí trendy a možnosti využití
Dalšími směry rozvoje jsou miniaturizace a plná automatizace, kombinace s technikami speciace a chromatografie, rozšíření aplikací na odpadní a procesní vody, půdy či potraviny a vývoj přenosných ICP-OES systémů pro terénní měření.
Závěr
Ultrazvukový nebulizér U-5000AT v kombinaci s ICP-OES Liberty 200 nabízí výrazné zlepšení detekčních limitů, stabilitu a reprodukovatelnost pro rutinní analýzu stopových prvků ve vodách. Metoda je efektivní, rychlá a splňuje přísné legislativní požadavky.
Reference
- Thompson M., Ramsey M. H., Pahlavanpour B., Analyst, 1982, 107, 1330.
- US EPA, Appendix to Method 200.7 “Inductively coupled plasma atomic emission analysis of drinking water”, 1985.
- McLeod C. W., Otsuki A., Okamoto K., Haraguchi H., Fuwa K., Analyst, 1981, 106, 419.
- Miyazaki A., Kimura A., Bansho K., Umezaki Y., Anal. Chim. Acta, 1982, 144, 213.
- Miyazaki A., Tao H., Kimura A., Bansho K., Anal. Sci., 1987, 3, 185.
- Sturgeon R. E., Berman S. S., Desaulniers J. A. H., Mykytiuk A. P., McLaren J. W., Russell D. S., Anal. Chem., 1980, 52, 1585.
- Thompson M., Pahlavanpour B., Thorne L. T., Water Res., 1981, 15, 407.
- Hiraide M., Ito T., Baba M., Kawaguchi H., Mizuike A., Anal. Chem., 1980, 52, 804.
- Contract Laboratory Program Statement of Work for Inorganics Analysis, SOW No. 788, U.S. EPA, 1988.
- National Health and Medical Research Council & Australian Water Resources Council, Guidelines for drinking water quality in Australia, 1987.
- US EPA, Federal Register 40(141), 1975; Federal Register 44(140), 1979.
- US EPA, Proposed Federal Register 55(143), 1990, p. 30370.
- Official Journal of the European Communities, No. L229, 1980.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Fast Analysis of Environmental Samples using the Agilent 5110 ICP-OES and ESI prepFAST
2019|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Environmental Fast Analysis of Environmental Samples using the Agilent 5110 ICP-OES and ESI prepFAST Automated high-throughput method compliant with EPA Method 200.7 Author Andrew Toms, Joel Uhlmeyer and Michael Plantz1 Neli Drvodelic2 Elemental Scientific, Omaha, USA 1 2…
Klíčová slova
prepfast, prepfastautodilution, autodilutionicp, icpelement, elementoes, oesdilution, dilutionrecovery, recoverycorrection, correctionsvdv, svdvstandards, standardsstock, stockccv, ccvcrm, crmrinse, rinseplasma
Fast Analysis of Water Samples Comparing Axially-and Radially- Viewed CCD Simultaneous ICP-OES
2010|Agilent Technologies|Aplikace
Fast Analysis of Water Samples Comparing Axially-and RadiallyViewed CCD Simultaneous ICP-OES Application Note Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometers Author Introduction Tran T. Nham With the benefits of typically 5–10 fold improvement in detection limits of the axially viewed ICP compared…
Klíčová slova
inductively, inductivelyaxially, axiallyvista, vistaplasma, plasmaicp, icpmeasured, measuredviewed, viewedcontract, contractpolychromator, polychromatorterm, termaxial, axialradially, radiallyechelle, echelleinorganics, inorganicscoupled
Analysis of Multiple Elements in Drinking Water by ICPE-9820
2014|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-CP-E017 Application News J104 Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry Analysis of Multiple Elements in Drinking Water by ICPE-9820 No. n Introduction The amount of water typically consumed by an adult is said to be about two liters per day,…
Klíčová slova
uag, uagstd, stdelements, elementsintensity, intensitydrinking, drinkingvalue, valuewater, waterconcentration, concentrationflowrate, flowrateplasma, plasmalimit, limitemission, emissionatomic, atomicmultiple, multipleview
Fast Analysis of Environmental Samples using an Agilent ICP-OES and an ESI prepFAST autodilutor
2023|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Environmental Fast Analysis of Environmental Samples using an Agilent ICP-OES and an ESI prepFAST autodilutor Automated high-throughput method compliant with EPA Method 200.7 Author Andrew Toms, Joel Uhlmeyer and Michael Plantz1 Neli Drvodelic2 Elemental Scientific, Omaha, USA 1…
Klíčová slova
prepfast, prepfastautodilution, autodilutionicp, icpelement, elementoes, oesdilution, dilutionrecovery, recoverycorrection, correctionsvdv, svdvstandards, standardsstock, stocksamples, samplesccv, ccvcrm, crmplasma