Pulire campionamento e analisi del fiume e di estuario Acque per Trace Studi di metallo
Summary
Special care using “clean techniques” is required to properly collect and process water samples for trace metal studies in aquatic environments. A protocol for sampling, processing, and analytical procedures with the aim of obtaining reliable environmental monitoring data and results with high sensitivity for detailed trace metal studies is presented.
Abstract
Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination control. Developments of some techniques aiming to reduce trace metal contamination in the last couple of decades have resulted in concentrations reported now being orders of magnitude lower than those in the past. These low concentrations often necessitate preconcentration of water samples prior to instrumental analysis of samples. Since contamination can appear in all phases of trace metal analyses, including sample collection (and during preparation of sampling containers), storage and handling, pretreatments, and instrumental analysis, specific care needs to be taken in order to reduce contamination levels at all steps. The effort to develop and utilize “clean techniques” in trace metal studies allows scientists to investigate trace metal distributions and chemical and biological behavior in greater details. This advancement also provides the required accuracy and precision of trace metal data allowing for environmental conditions to be related to trace metal concentrations in aquatic environments.
This protocol that is presented here details needed materials for sample preparation, sample collection, sample pretreatment including preconcentration, and instrumental analysis. By reducing contamination throughout all phases mentioned above for trace metal analysis, much lower detection limits and thus accuracy can be achieved. The effectiveness of “clean techniques” is further demonstrated using low field blanks and good recoveries for standard reference material. The data quality that can be obtained thus enables the assessment of trace metal distributions and their relationships to environmental parameters.
Introduction
E 'stato comunemente riconosciuto che alcuni risultati traccia di metallo ottenuti per le acque naturali possono essere imprecisi a causa di manufatti derivanti dalle tecniche inadeguate applicate durante la raccolta del campione, i trattamenti e la determinazione 1,2. Le concentrazioni (in sub-nm gamma nm in acque superficiali 3) di metalli in tracce disciolti sono ora fino a due ordini di grandezza inferiore rispetto ai valori precedentemente pubblicati. La stessa situazione è stata trovata in chimica marina in cui le concentrazioni di metalli disciolti accettati in tracce in acque oceaniche sono diminuite di ordini di grandezza nel corso degli ultimi 40 anni o giù di lì, come sono state introdotte migliorati metodi di campionamento e di analisi. Sono stati compiuti sforzi per migliorare la qualità dei dati con gli sviluppi della "tecniche pulite" finalizzati alla riduzione o l'eliminazione della contaminazione dei metalli in tracce in tutte le fasi di analisi dei metalli traccia 4-8. Per la determinazione delle concentrazioni di metalli in tracce a temperatura ambientelivelli, preconcentrazione è spesso richiesto. Tecniche di scambio ionico 8-12 sono state comunemente applicato per preconcentrazione efficiente.
La contaminazione può derivare dalle pareti del contenitore, la pulizia dei contenitori, il campionatore, manipolazione del campione e di stoccaggio e conservazione del campione di analisi e 7,13. Tutti gli studi che utilizzano metodi di pulizia condotti di recente indicano che le concentrazioni di metalli in tracce nelle acque naturali sono in genere ben al di sotto dei limiti di rilevazione dei metodi di routine 7. Dal momento che il riconoscimento dei dati di traccia di metallo sospetti nei primi anni 1990, metodi di pulizia sono stati incorporati in US EPA (Environmental Protection Agency) Linee guida per la determinazione dei metalli in tracce 14 e la US Geological Survey ha adottato metodi di pulizia per il loro monitoraggio della qualità dell'acqua progetti 15. Metodi di bonifica e per gli studi di metalli in tracce devono essere impiegato in tutti i progetti, al fine di creare una banca dati delle aziende e preciso.
<pclass = "jove_content"> In linea di principio, campioni di acqua utilizzati per la determinazione dei metalli in tracce dovrebbero essere raccolte con opportuni ingranaggi di campionamento di un particolare materiale e la composizione, conservati e trattati correttamente utilizzando contenitori e apparecchi adeguati, prima di procedere con l'analisi strumentale. Dal momento che il particolato in sospensione (SPM) può subire modifiche durante il periodo di conservazione del campione ed alterare la composizione dell'acqua, la rapida separazione della SPM da campioni di acqua è una pratica comune per gli studi di metalli in tracce in ambienti acquatici. Per la determinazione delle concentrazioni di metalli in tracce disciolti nelle acque naturali, filtrazione è necessario e in linea tecniche di filtrazione sono adatti ed efficienti.Distribuzione e comportamento dei metalli in tracce in ambienti acquatici come le acque superficiali e sotterranee possono essere influenzati da naturale (ad esempio, agli agenti atmosferici) e di origine antropica (ad esempio, effluenti delle acque reflue) fattori, così come altre condizioni ambientali, come regeologia regionale, la morfologia, uso del suolo e la vegetazione, e clima 16-19. Questo può portare a differenze nei parametri fisico-chimici, quali le concentrazioni di particolato in sospensione (SPM), carbonio organico disciolto (DOC), ligandi di origine antropica (ad esempio, l'acido etilendiamminotetraacetico, EDTA), sale, potenziale redox e pH 17-20. Pertanto, studi tracce metalliche accurati e rilevanti richiedono appropriata raccolta di campioni per analisi metalli tracce nonché per la determinazione dei fattori correlati e parametri.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ottenere dati di traccia di metallo affidabili nelle acque naturali richiede grande attenzione, come sottolineato durante la raccolta del campione, l'elaborazione, pretrattamenti, e l'analisi che mirano a ridurre la contaminazione. Tracciare le concentrazioni di metalli nelle acque naturali ottenuti utilizzando "tecniche pulite" negli ultimi due decenni hanno trovato che le concentrazioni possono essere ordini di grandezza inferiore a quello riportato in precedenza. criteri di qualità dell'acqua p…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors thank Drs. Bobby J. Presley, Robert Tayloy, Paul Boothe, Mr. Bryan Brattin, and Mr. Mike Metcalf for their assistance during the laborious field sampling and lab work for the practical development and application of “clean techniques”.
Materials
| Nitric Acid | Seastar Chemicals | Baseline grade | |
| Ammonium hydroxide | Seastar Chemicals | Baseline grade | |
| Acetic Acid | Seastar Chemicals | Baseline grade | |
| Nitric Acid | J. T. Baker | 9601-05 | Reagent grade |
| Hydrochloric acid | J. T. Baker | 9530-33 | Reagent grade |
| Chromatographic columns | Bio-Rad | 7311550 | Poly-Prep |
| Column stack caps | Bio-Rad | 7311555 | |
| Cap connectors (female luers) | Bio-Rad | 7318223 | |
| 2-way stopcocks | Bio-Rad | 7328102 | |
| Cation exchange resin | Bio-Rad | 1422832 | Chelex-100 |
| Portable sampler (sampling pump) | Cole Palmer | EW-07571-00 | |
| FEP tube | Cole Palmer | EW-06450-07 | 6.4 mm I.D., 9.5 mm O.D. |
| Pumping tube | Cole Palmer | EW-06424-24 | 6.4 mm I.D. C-Flex |
| Capsule filter (0.4 mm) | Fisher Scientific | WP4HY410F0 | polypropylene casing |
| 1 L low density polyethylene bottle | NALGE NUNC INTERNATIONAL | 312088-0032 | |
| 1 L (or 500 ml) FEP bottle | NALGE NUNC INTERNATIONAL | 381600-0032 |
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