Masarykova univerzita

2.3 Odběry vzorků pitné vody

Základním dokumentem pro vzorkování pitné vody je ČSN ISO 5667
Jakost vod – Odběr vzorků (část 3, 5 a 14, které zahrnují pokyny ke konzervaci a manipulaci
se vzorky, dále pak pokyny k odběrům vzorků pitné vody a zabezpečování jakosti odběru
a manipulaci se vzorky). Vyhláška č. 376/2000 Sb stanovuje kontrolu pitné vody. Podle § 4, odst. 3 musí
být vzorky pitné vody pro kontrolu reprezentativní (tj. část materiálu, kde podíly jednotlivých složek tohoto materiálu a rozdělení hodnot zkoumaného znaku, odpovídají poměrům v odbíraném celku nebo ve vzorkované části tohoto celku). Podle § 6 se kontrola pitné vody provádí z kohoutků, studny nebo nádrže, v místě plnění balené vody a v průmyslovém zařízení, kde se do potravin přidává voda. V místě odběru se stanovují organoleptické vlastnosti vody (pach, chuť a vzhled)
a rozpuštěný kyslík, CO₂, konduktivita, teplota, chlor a ozon. V případě mikrobiologického rozboru se musí vypouštěcí otvor sterilizovat předem (např. pomocí chemické sterilizační jednotky). Pro virologický rozbor je vyžadován velký objem vzorku.

Pro manipulaci se vzorky jsou daná určitá pravidla:

• 
  Vzorky se musí rozdělit do několika vzorkovnic.
  
• 
  Do vzorkovnic se přidává míchadélko, aby bylo zajištěno nepřetržité míchání. Jiná možnost je neúplné naplnění vzorkovnic.
  
• 
  Během odběru nebo po něm je nutná filtrace vzorku.
  
• 
  Nesmí dojít k vnější kontaminaci vzorků (např. z hrdel či zátek).
  
• 
  V průběhu transportu vzorků by měla být vyloučena jakákoliv světelná expozice vzorku.
  
• 
  Poslední podmínkou je vhodné uložení vzorků v čisté místnosti, vyhrazené pro tento účel.
  

V odebraných vzorcích probíhají různé změny, které mohou ovlivnit výsledky analýzy. Mezi tyto změny patří biologická aktivita, která má dopad na koncentraci rozpuštěného kyslíku, CO₂, sloučenin fosforu a dusíku. Dalším faktorem je vzdušný kyslík, který způsobuje oxidaci Fe²⁺, sulfidů nebo některých organických sloučenin. Z roztoku se mohou i některé látky vysrážet, například uhličitan vápenatý či sloučeniny kovů (Al(OH)₃). Pokud je absorbován oxid uhličitý z ovzduší, může se změnit hodnota pH a konduktivita. Do jaké míry ovlivňují tyto reakce výsledky analýzy, je závislé na složení
a teplotě vzorku, vzorkovnici, osvětlení a podmínkách v době mezi odběrem
a zpracováním vzorku. Nejvýraznější změny jsou pozorovány během několika hodin. Vzorky je možné chladit nebo zmrazovat, přičemž nejúčinnější je zahájit chlazení hned po odběru vzorku. Chlazení na 2 – 5 °C je vhodné pro krátkou dobu před samotnou analýzou, pro dlouhodobé skladování se využívá zmrazování na -20 °C, čímž se dá prodloužit doba uchování vzorku. Při filtraci nesmí být použit filtr, jestliže zachycuje některé z látek, které chceme stanovit. Dále také nesmí být filtr promytý, pokud by to narušilo užitou analytickou metodu. Konzervační činidla se přidávají přímo do vzorku bezprostředně po odběru nebo
do prázdné vzorkovnice. Přidané činidlo nesmí rušit analytické stanovení. Při každém odběru vzorků by měl být proveden transportní slepý pokus, čímž se odhaduje kontaminace vzorku vzorkovnicí a konzervačními činidly během transportu a následném uchovávání vzorku [12].

2.4 ICP-OES

ICP-OES je přístrojem s ojedinělou geometrii výboje, která má prstencovitý tvar,
čímž je zajištěné účinné vnášení vzorku. Další výhody přístroje jsou vysoká selektivita
a citlivost přístroje, nízké meze detekce, přesnost a správnost. Jeho nevýhodou jsou možné spektrální interference [13]. Mechanismus ICP-OES je celkem jednoduchý. Zkoumaný vzorek je nasáván
do křemenného zmlžovače peristaltickou pumpou. Roztok je proudem Ar převeden na aerosol, který je veden do plazmatu. Teplota plazmatu dosahuje až 10 000 K, takže vzorek se rychle vypaří. Energie plazmatu způsobí excitaci elektronů v atomech do vyšších energetických hladin. Jelikož tento stav je nestabilní, elektrony se vrací do původního stavu a přitom emitují foton o určité vlnové délce. Tyto vlnové délky fotonů mohou sloužit k identifikaci stanovovaných prvků. Emitované světlo je vedeno na monochromátor. V současnosti se nejvíce využívá Echelleho uspořádání, v kterém se nachází optický hranol a za ním je umístěna optická mřížka, která už rozložené světlo ještě více disperguje. Záření dopadá na detektor, který převede intenzitu dopadajícího záření na elektrický signál [14].

2.4.1 Spektrální interference

Mezi nejčastější rušivý jev při analýze vzorků pomocí ICP-OES patří přímá koincidence spektrálních čar, způsobená překryvem spektrálních čar, které jsou příliš blízko
u sebe, aby byly detektorem rozpoznatelné. Jiná interference nastává při nízké rozlišovací schopnosti spektrometru, kdy může dojít k překrytí interferentu a analytu. Dále pak může nastat překryv křídlem rozšířené čáry anebo interference, která je vyvolaná strukturním pozadím
či rozptýleným zářením. Řešením pro tyto rušivé jevy, je vybrat optimální čáry analytů, které nejsou ovlivněny těmito typy interferencí. Dalším řešením je výměna přístroje s lepším rozlišením, ovšem
to je finančně náročné [15].

3.EXPERIMETÁLNÍ ČÁST

3.1 Použité přístroje – ICP-OES

Pro analýzu vod byl použit ICP-OE spektrometr (optický emisní spektrometr s indukčně vázaným plazmatem) iCAP 6500 Duo (Thermo, Velká Británie) z modelové řady iCAP, který umožňuje měření v radiálním i axiálním módu (dual view). Příkon do plazmatu je maximálně 1350 W, který zajišťuje polovodičový generátor na frekvenci 27,12 MHz. MFC (mass flow control) neboli regulátor hmotnostního průtoku reguluje průtoky všech plynů,
tj. plazmový, vnitřně plazmový a nosný. Detektorem přístroje je CID86 Chip (Charge Injection Device), který pokrývá spektrální rozsah přístroje v rozmezí 166 – 847 nm. Zkoumaný vzorek je nasáván do křemenného zmlžovače dvanáctiválcovou čtyřkanálovou peristaltickou pumpou. Spektrometr je vybaven echelle mřížkou
s 52,91 vrypy ∙ mm^-1 a optika je doplněna disperzním hranolem z taveného křemene
v úhlu 9,5°. Efektivní ohnisková vzdálenost je 383 mm, při které měří přístroj s rozlišením
7 pm při 200 nm. K ovládání přístroje je využíván program iTEVA, který nabízí více
jak 55 000 spektrálních čar, přičemž nové čáry mohou být doplňovány ručně [16].

Tabulka 4 - Použité parametry pro měření vzorků přístrojem iCAP 6500 Duo

Příkon do plazmatu [W]	1150
Rychlost čerpání vzorku [rpm]	50
Průtok pomocného plynu [l ∙ min^-1]	0,5
Průtok nosného plynu [l ∙ min^-1]	0,7
Průtok vnějšího plynu [l ∙ min^-1]	12
Počet opakování	3
Měření signálu	Axiální
Integrační čas (krátkovlnná oblast) [s]	50
Integrační čas (dlouhovlnná oblast) [s]	5
Doba promývání [s]	30