Content Analysis of Toxic Elements in Soil by ICPE-9800 Series

Význam tématu

Stanovení těžkých kovů a dalších toxických prvků v půdě je klíčové pro ochranu životního prostředí i zdraví lidí. Kontaminovaná půda může znečišťovat povrchové i podzemní vody a představuje riziko zejména při náhodném požití půdy u dětí. Japonská legislativa (Soil Contamination Countermeasures Law) proto stanovuje přísné referenční hodnoty a validované analytické postupy pro kontrolu obsahu nebezpečných prvků.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři popisují aplikaci spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-AES) pomocí přístroje Shimadzu ICPE-9800 pro kvantitativní analýzu toxických prvků v půdách. Cílem je ověřit přesnost, citlivost, detekční limity i vliv matričních interferencí při dvou různých postupech přípravy vzorků.

Použitá metodika a instrumentace

Metody přípravy vzorků:

• Eluce podle Ministerstva životního prostředí Japonska (Notification No. 19): 6 g půdy, extrakce 200 mL 1 mol/L HCl, filtrace (0,45 µm), doplnění interními standardy Yb a In.
• Totální digesce: 0,2 g vzorku, přidání HNO₃ a HF, mikrovlnná digesce, přenos do fluorové kádinky, sušení (~200 °C), rozpuštění v zředěných HNO₃ a HCl, doplnění objemu na 20 mL.

Instrumentace (Shimadzu ICPE-9800):

• Výkon RF: 1,2 kW
• Plazmové plyny: 10 L/min (plazma), 0,6 L/min (aux), 0,7 L/min (carrier)
• Plazmová hořáková trubice: mini-torch
• Spektrometr: vakuový CCD, axiální pozorování
• Doba měření na vzorek: 2,5 min včetně proplachu
• Eco mode pro úsporu plynů a energie

Hlavní výsledky a diskuse

Při analýze vzorků JSAC0402 a 0403 bylo prokázáno, že matriční interference, například spektrální překryv Fe na Cd (214,438 nm), lze spolehlivě korigovat softwarovou funkcí IEC (interference element correction). Díky tomu byly kvantitativní výsledky v souladu s certifikovanými hodnotami. Detekční limity pro všechny stanovované prvky klesly pod desetinu referenčních limitních hodnot.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a současnou analýzu více prvků s vysokou citlivostí a přesností. Nízké detekční limity, úsporný provoz (Eco mode a mini-torch) a vakuový spektrometr bez potřeby „purge“ plynu snižují náklady. Technika je vhodná pro rutinní kontrolu kvality půdy v environmentálních a průmyslových laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Směřuje se k dalšímu snižování spotřeby plynů a energie, integraci automatizovaných vzorkovačů a zrychlení analýz. Vývoj speciálních příprav pro speciační analýzy a online monitorovací systémy umožní širší aplikaci ve výzkumu znečištění, zemědělství i odpadovém hospodářství.

Závěr

Shimadzu ICPE-9800 series se osvědčila jako výkonný nástroj pro stanovení toxických prvků v půdách podle japonských norem. Kombinuje vysokou citlivost, spolehlivou korekci interferencí a nízké provozní náklady.

Reference

• Soil Contamination Countermeasures Law Enforcement Regulations (Ministry of the Environment Ordinance No. 29, December 26, 2002)
• Determination of Measurement Methods According to Soil Content Survey (Ministry of the Environment Notification No. 19, March 6, 2003)
• JIS K0102-2013 (Testing Method for Industrial Wastewater)
• US EPA SW-846 Method 3052 (Microwave Assisted Acid Digestion of Siliceous and Organically Based Matrices)