Xác định Nitrite, Bromide và Nitrate trong nước biển sử dụng máy Sắc ký ion IC
Việc xác định mức độ thấp của các ion vô cơ trong các mẫu nước biển có hàm lượng muối cao là một thách thức. Sắc ký ion (IC) với độ dẫn điện bị triệt tiêu và phát hiện bằng đầu dò UV / Vis có ưu điểm là độ nhạy và độ chọn lọc cao để phân tích các anion tiêu chuẩn bao gồm florua, clorua, nitrit, nitrat, bromua, photphat và sunphat. Độ tuyến tính cao, giới hạn phát hiện thấp cũng như độ chính xác tuyệt vời của thời gian lưu và diện tích đỉnh đã được chứng minh bằng cách sử dụng IC. Phương pháp này được áp dụng để phân tích nitrit, nitrat và bromua trong các mẫu nước biển. 
Giới thiệu:
Việc xác định nồng độ ion vô cơ rất quan trọng để kiểm soát chất lượng nước. Số lượng các hợp chất nitric đặc biệt có tầm quan trọng đáng kể trong nuôi tôm và cá. Nitrit (NO2-) là sản phẩm trung gian trong quá trình nitrat hóa và khử nitơ của vi khuẩn trong chu trình nitơ. Nó xuất hiện như một kết quả của việc cho ăn và có thể rất độc đối với động vật thủy sinh, tùy thuộc vào giá trị pH. Nitrat (NO3-) là nguồn nitơ chính cho sự phát triển của thực vật phù du trong nước biển, và tỷ lệ bromua / clo thường không đổi rất hữu ích để xác định ô nhiễm nước ngầm cũng như xâm nhập nước biển.
Để xác định nitrit và nitrat, nhiều kỹ thuật khác nhau được báo cáo thực hiện. Việc xác định một cách có độ nhạy với dấu vết của anion trong các mẫu có hàm lượng muối cao như nước biển có thể là một thách thức. Khả năng của nitrit và nitrat cũng như bromua hấp thụ ánh sáng UV trong phạm vi khoảng 210 nm trái ngược với clorua đậm đặc có lợi cho việc phân tích với độ chọn lọc cần thiết và độ nhạy cao bằng sắc ký ion và phát hiện tia UV.
Hệ thống vi mạch với khả năng triệt tiêu tái tạo điện phân và phát hiện tia cực tím cung cấp các phép đo với độ nhạy của các anion trong các mẫu phức tạp như nước biển. Trong ứng dụng này, các anion tiêu chuẩn bao gồm nitrit, nitrat và bromua được phân tích bằng UV / Vis và phát hiện độ dẫn điện sau khi khử chất rửa giải.
Thực nghiệm
Hệ thống LC mô-đun Azura KNAUER bao gồm một máy bơm phân phối dung môi P6.1L, bộ lấy mẫu tự động AS6.1L, buồng điều nhiệt cột CT 2.1L và một bộ triệt tiêu được tái tạo điện phân cũng như các đầu dò độ dẫn điện và UV / Vis (xem Hình bên dưới). Các điều kiện phân tích được sử dụng được thể hiện như bên dưới.
| Cột | Cột IC 150×4.6mm, 3.5 um |
| Pha động | 1.7 mmol/L Natri cacbonat / 5 mmol/L natri bicacbonat; pH 9.7 |
| Tốc độ dòng | 0.8 ml/phút |
| Nhiệt độ cột | 50 0C |
| Thể tích tiêm | 50 ul |
| Bước sóng UV | 218 nm |
| Nhiệt độ cell đo của đầu dò độ dẫn | Tự động (53 0C) |
| Triệt nền | Tái tạo điện phân |
Vật liệu chuẩn bị:
Nước siêu tinh khiết (ASTM Loại 1) để chuẩn bị dung dịch rửa giải và pha loãng các chất chuẩn được chuẩn bị bởi hệ thống lọc nước siêu sạch. Các dung dịch chuẩn anion của florua, clorua, nitrit, bromua, nitrat, photphat và sunphat trong nước (1000 ppm, đối với IC) loại CRM. Natri cacbonat (≥ 99,8%) và natri bicacbonat (≥ 99,7%) để chuẩn bị dung dịch rửa giải loại CRM. Bộ lọc ống tiêm syringe (polyester, kích thước lỗ 45 µm) để lọc mẫu.
Chuẩn bị mẫu:
Các mẫu nước biển được pha loãng 1/20 (v / v) với nước siêu tinh khiết và lọc qua bộ lọc ống tiêm PET 0,45 µm.
Kết quả:
Hình ảnh sắc ký phân tích minh họa khi phát hiện bằng đầu dò độ dẫn điện và sắc ký phát hiện của đầu dò UV / Vis để tách bảy anion tiêu chuẩn (7 anion gồm F, Cl, NO2, Br, NO3, SO4, PO3) trên cột IC- 150×4.6mm, 3.5um (sắc ký ở phía trên là khi sử dụng đầu dò độ dẫn với bộ triệt tiêu supressor và phía dưới khi sử dụng phát hiện với đầu dò UV-vis). Nitrit, bromua và nitrat cho thấy sự hấp thụ trái ngược với các ion florua, clorua, photphat và sunphat được xác định bằng cách sử dụng đầu dò phát hiện độ dẫn điện. Như được liệt kê trong Bảng bên dưới, tất cả các anion được xác định trong vòng 17,5 phút với độ chính xác cao về thời gian lưu (RSD ≤ 0,07%) và diện tích pic (RSD ≤ 0,51%) cho cả hai đầu báo.
Các đỉnh rửa giải ra sau có thể xuất hiện rộng. Hiệu ứng phân tán đối với các anion rửa giải ra sau đặc biệt mạnh, đặc trưng cho rửa giải đẳng dòng. Ngoài ra, động học thấp của các tương tác trao đổi ion làm hạn chế hiệu quả phân tách cao trong sắc ký ion.
Độ tuyến tính và giới hạn phát hiện
Đối với cả hai loại đầu dò, độ tuyến tính trong dải hiệu chuẩn 0,1-5 ppm thu được với các chất chuẩn bên ngoài (0,1, 0,2, 0,5, 1,5 ppm) của nitrit, bromua và nitrat là tuyệt vời với hệ số xác định R2 ≥ 0,9999.
Giới hạn phát hiện (LOD) được xác định là tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (S / N) là 3,3. Như thể hiện trong hình và bảng bên dưới, LOD đối với nitrit và nitrat được phát hiện bằng phát hiện đầu dò UV / Vis (tương ứng là 0,9 ppb và 1,4 ppb) thấp hơn so với đầu dò độ dẫn điện bị triệt tiêu (2,9 ppb và 4,8 ppb tương ứng). Trái ngược với nitrit và nitrat, bromua có LOD thấp hơn với độ dẫn điện khi bị triệt tiêu (5,3 ppb) so với phát hiện bằng đầu dò UV / Vis (12,8 ppb).
Phân tích nước biển
Hình ảnh cho thấy sự phân tách các anion trong nước biển pha loãng bằng cách sử dụng đầu dò độ dẫn điện bị triệt tiêu và đầu dò phát hiện UV / Vis. Trong các mẫu, bromua và nitrat đã được xác định. Trong khi cả hai anion có thể được phát hiện rõ ràng bằng UV / Vis, nồng độ LOD nitrit thấp hơn bằng cách phát hiện độ dẫn điện.
Trong ba mẫu nước biển được thu thập riêng lẻ, nồng độ của bromua được xác định (phát hiện bằng UV / Vis) với phương pháp hiệu chuẩn bên ngoài trong khoảng 65,1 đến 65,9 ppm. Nồng độ nitrat (phát hiện bằng UV / Vis) thấp hơn đáng kể trong khoảng 0,5 đến 1,3 ppm (xác định bán định lượng). Nitrit không thể được xác định trong mẫu pha loãng 20 lần. Việc theo dõi đỉnh cũng được hỗ trợ bằng cách tăng độ pha loãng với 0,1 ppm nitrit, 2,5 ppm bromua và 0,1 ppm nitrat
Phần kết luận
Sắc ký ion với khả năng triệt tiêu nền và độ dẫn điện được tái tạo điện giải cũng như phát hiện bằng đầu dò UV / Vis cung cấp các phép đo có độ nhạy cho các anion trong các mẫu phức tạp như nước biển. Do độ chọn lọc khác nhau và độ nhạy cao, cả hai máy dò có thể được ứng dụng bổ sung để phân tích định tính và định lượng anion.
