Jakość wody przeznaczonej do spożycia według EPA 300.1. Dwie części A i B normy EPA 300.1 w trakcie jednej analizy

Dostęp do czystej wody pitnej jest uznawany za podstawowe prawo człowieka przez Światową Organizację Zdrowia [1]. Aby chronić jakość wody, a co za tym idzie, zdrowie publiczne, wymagane są uregulowania prawne, standardy i wiarygodne metody analityczne.

W Europie jakość wody reguluje unijna dyrektywa w sprawie wody przeznaczonej do spożycia, natomiast w USA obowiązuje ustawa o bezpiecznej wodzie pitnej (SDWA). SDWA upoważniła amerykańską Agencję Ochrony Środowiska (EPA) do opracowania minimalnych parametrów wody pitnej i wyznaczenia odpowiednich znormalizowanych metod analitycznych. Od lat 80. XX wieku norma EPA 300.0 określa wymagania analityczne dotyczące oznaczania głównych anionów nieorganicznych (część A) i szkodliwych nieorganicznych ubocznych produktów dezynfekcji (DBP) (część B) [2–5]. Parametry te w dużej mierze odpowiadają odpowiednio normie EN ISO 10304-1 i 10304-4. DBP takie jak chloryn i chloran, powstają głównie w procesach chlorowania, podczas gdy bromiany powstają w wyniku ozonowania naturalnie występujących bromków [2, 5–7]. Określenie nowych maksymalnych dopuszczalnych poziomów zanieczyszczeń spowodowało zmiany w normie EPA [5, 6]. Chromatografia jonowa z detekcją konduktometryczną i  przy wykorzystaniu wysoce selektywnej kolumny Metrosep A Supp 7 spełnia te wymagania. Zastosowanie tej metody analitycznej zwiększa wydajność laboratorium, oszczędzając pieniądze przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości analitycznej.

OPIS METODY

Próbki wody przeznaczonej do spożycia z okolic fabryki Metrohm w Herisau w Szwajcarii poddano analizie zgodnie z wymogami metody US EPA 300.1 [8].

Dodatkowo wzorce i próbki wzbogacono aby uzyskać pełny zakres wymaganych analitów (tj. fluorki, chlorany (III), bromiany (V), chlorki, azotany (III), bromki, chlorany (V), dichlorooctan (DCA), azotany(V), fosforany i siarczany) podczas analizy ilościowej i jakościowej. Do przygotowania roztworów kalibracyjnych oraz dodatku wzorca zostały użyte certyfikowane materiały referencyjne firmy Merck. Wszystkie roztwory, tj. próbki i wzorce, zostały automatycznie przefiltrowane przy użyciu modułu do automatycznej filtracji (Metrohm Inline Ultrafiltration)  Opisana metoda pozwala na połączenie części A i B normy EPA 300.1 w jedną metodę stosując standardową objętość nastrzyku wynoszącą 20 µl. Aniony oraz dodany dichlorooctan (DCA), rozdzielono na kolumnie Metrosep A Supp 7 – 250/4.0, stosując eluent węglanowy.

DCA jest octanową formą DCAA (kwasu dichlorooctowego) i może występować w uzdatnionych wodach pitnych, ale także w wodach gruntowych czy basenowych jako produkt reakcji materiału organicznego podczas procesu chlorowania [3, 8]. Tymczasowe limity WHO dotyczące DCA w wodzie pitnej wynoszą 0,05 mg/l, ponieważ stwarza on potencjalne zagrożenie dla zdrowia [1].

Analizy przeprowadzono z wykorzystaniem detektora konduktometrycznego po sekwencyjnej supresji i przetworzono za pomocą oprogramowania MagIC Net.

Zastosowanie supresji sekwencyjnej, tj. połączenie supresji chemicznej i supresji CO2, zmniejsza przewodnictwo tła, a tym samym poprawia stosunek sygnału do szumu. Typowe przewodnictwo tła poniżej 1 μS/cm osiąga się poprzez całkowite usunięcie CO2 i kwasu węglowego z eluentu. W ten sposób możliwa jest analiza bardzo niskich stężeń co pozwala na spełnienie  wymagań amerykańskiej Agencji Ochrony Środowiska (EPA) dotyczące dryftu i szumu bazowego (<5 nS na minutę powyżej przewodności tła) [8].

WYNIKI

Analizowane wody kranowe zawierały wysokie stężenia (tj. w zakresie mg/L) chlorków (13 mg/L), siarczanów (4 mg/L) i azotanów(V) (8 mg/L) (Tabela 1 i Rys. 2). Bromki i fluorki wykryto w niewielkich stężeniach (<0,06 mg/L), natomiast nie wykryto toksycznych, ubocznych produktów dezynfekcji, chloranów (V), bromianów(V) i chloranów (III), ani azotanów (III).

Rozdzielczości pików >1,5 świadczy, że aniony są dobrze rozdzielone od linii bazowej (przykład zaprezentowany na rysunku 2). DCA nie wykryto w żadnej próbce, ale można go było rozdzielić we wzorcu przy dominującym stężeniu azotanu (30 mg/L) uzyskując rozdzielczość 1,2 (rys. 2).

Względne odchylenia standardowe (RSD) dla analizy wody wodociągowej wyniosło poniżej 2,5% (Tabela 1, z wyjątkami dla chlorynów i bromianów) a odzyski mieściły się w przedziale 82– 120%. Uzyskane parametry spełniają kryteria jakościowe i wykazują powtarzalność oraz dokładność zastosowanej metody. Wyznaczone granice wykrywalności (LOD) (zgodnie z normą DIN 62645) spełniają wymagania EPA (rys. 2) [8]. Istnieje możliwość zastosowania metody dla wód powierzchniowych, wód podziemnych oraz wody przeznaczonej do spożycia zgodnie z metodą EPA 300.1 [8], Przedstawiona metoda została zatwierdzona dla różnych rodzajów wody, w tym wody butelkowanej, wody mineralnej i wody basenowej.