Analysis of Metals Contained in Soil

Význam tématu

V současné době představuje kontaminace půdy těžkými kovy vážný environmentální a zdravotní problém. Vymezení a sledování obsahu škodlivých kovů v půdách je klíčové pro ochranu zdraví obyvatel a dodržování legislativních norem, jako je japonský zákon o protikontaminačních opatřeních.

Cíle a přehled studie

Tento dokument představuje praktické příklady stanovení obsahu těžkých kovů v půdách. Studie využívá plamenovou a bezplamenovou absorpční spektrometrii (FAA, FLAA), indukčně vázanou plazmu se spektrometrií hmotnostní (ICP-MS) či emisní (ICP-OES), případně spektrofotometrii a speciální postupy (hydridová generace, snížení na páry Hg). Hlavním cílem je demonstrovat možnosti a citlivost tří hlavních přístupů: stanovení celkového obsahu versus eluce kovů z půdy.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byly aplikovány dva standardizované postupy podle oznámení japonského ministerstva životního prostředí:

• Eluce z půd 1M HCl (poměr kapalina/pevná fáze 10:1, 6 h, 200 rpm) pro vyhodnocení dostupnosti kovů.
• Eluce na stanovení obsahu (poměr 100:3, 2 h, 200 rpm, pro Cr6+ pufr Na2CO3/NaHCO3).

Následná měření probíhala na přístrojích typu flammen-AA a flameless AA, ICP-OES, ICP-MS, hydridové generátory a redukční komory pro Hg. Použitá instrumentace zahrnovala:

• Flamová a bezplamenová absorpční spektrometrie (FAA, FLAA)
• Indukčně vázaná plazma s emisní (ICP-OES) a hmotnostní spektrometrií (ICP-MS)
• Hydridová generace pro As a Se
• Redukční parová atomizace pro Hg

Hlavní výsledky a diskuse

Laboratorní ověření na standardních vzorcích (JSAC0411, SRM2711, NIES No. 2) ukázalo:

• Podobné výsledky pro Cd, Pb, As, Cr a Se mezi AA, ICP-OES a ICP-MS, s odchylkami do 10 %.
• Nižší naměřené hodnoty při eluci oproti celkovému obsahu, což odráží omezenou rozpustnost částic v kyselinovém prostředí.
• Vysoká citlivost ICP-MS umožňuje spolehlivé stanovení stopových koncentrací výrazně pod 0,1 mg / kg.

Diskuse zdůrazňuje, že výběr metody závisí na cíli analýzy: celkové hodnocení rizika vs. mobilní frakce kovu.

Přínosy a praktické využití metody

• Umožňuje rychlé screeningové stanovení a sledování kontaminace v souladu s legislativou.
• Poskytuje podklady pro rozhodování o sanaci a ochraně podzemních vod.
• Flexibilita metodiky dovoluje volbu mezi měřením celkového obsahu a biologicky dostupné frakce kovů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávají se pokroky v automatizaci přípravy vzorků (mikrovlnné digesce, on-line extrakce) a rozšíření hyphenovaných technik (chromatografie + MS) pro speciační analýzu. Mobilní hmotnostní spektrometry a portabilní AA přístroje zrychlí terénní monitoring kontaminace.

Závěr

Analýza těžkých kovů v půdě vyžaduje volbu vhodné metody podle cíle (celkový obsah vs. mobilní frakce). Eluční postupy s kyselinou poskytují konzervativní odhad dostupných kovů, zatímco plné rozpouštění a měření celkového obsahu dává přehled o maximální zátěži. Pro stopové koncentrace je preferována vysokocitlivá ICP-MS technika.