Zarejestruj się
LabCoda / Baza Wiedzy / Selen w wodzie (ICP-OES)

🔬 Selen w wodzie (ICP-OES)

Fizykochemia PN-EN ISO 11885

Oznaczanie selenu w wodzie pitnej, powierzchniowej i ściekach metodą optycznej spektrometrii emisyjnej z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP-OES). Selen jest pierwiastkiem esencjalnym, ale toksycznym w wyższych stężeniach.

Przegląd

Selen (Se) jest pierwiastkiem śladowym, który w małych dawkach pełni istotną rolę biologiczną (składnik selenocysteiny, enzymów antyoksydacyjnych), natomiast w wyższych stężeniach wykazuje silne działanie toksyczne. Dopuszczalne stężenie selenu w wodzie pitnej wynosi 10 µg/L wg Rozporządzenia Ministra Zdrowia i Dyrektywy UE 2020/2184. Przekroczenie tego limitu może prowadzić do selenozy (wypadanie włosów, uszkodzenie paznokci, zaburzenia neurologiczne).

Metoda ICP-OES według normy PN-EN ISO 11885 pozwala na wielopierwiastkowe oznaczanie selenu wraz z innymi 32 pierwiastkami (As, Cd, Pb, Hg, Cr, Cu, Zn i in.) w jednym cyklu analitycznym. Plazma argonowa o temperaturze 6 000–10 000 K atomizuje i wzbudza atomy selenu, które emitują promieniowanie charakterystyczne. Najczęściej stosowana linia emisyjna Se to 196,026 nm.

Wyzwaniem w oznaczaniu selenu metodą ICP-OES jest jego stosunkowo słaba emisja, dlatego dla niskich stężeń (<10 µg/L) zaleca się technikę generowania wodorków (HG-ICP-OES), w której Se jest redukowany NaBH₄ do lotnego SeH₂, co zwiększa czułość 10–100-krotnie.

Metoda jest stosowana w rutynowym monitoringu wody pitnej, kontroli ścieków przemysłowych (hutnictwo, energetyka, przemysł szklarski) oraz badaniach wód podziemnych na terenach rolniczych (nawozy selenowe).

Zasada metody

Próbka wody zakwaszona kwasem azotowym jest rozpylana w komorze nebulizera i wprowadzana do plazmy argonowej generowanej przez indukcyjnie sprzężone pole elektromagnetyczne (27,12 MHz). W temperaturze 6 000–10 000 K atomy selenu ulegają wzbudzeniu i emitują promieniowanie o charakterystycznych długościach fali (196,026 nm — linia główna, 203,985 nm — linia alternatywna). Emitowane promieniowanie jest rozdzielane przez polichromator (układ optyczny Echelle lub Czerny-Turner) i rejestrowane detektorem CCD/SCD. Stężenie selenu oblicza się z krzywej kalibracyjnej. W technice HG-ICP-OES próbka jest mieszana z NaBH₄ w środowisku HCl, generując lotny SeH₂, który jest transportowany do plazmy gazem nośnym (Ar).

Zastosowania

Kluczowe parametry

ParametrWartość
Linia emisyjna Se196,026 nm (główna), 203,985 nm (alt.)
Granica wykrywalności (ICP-OES)~10–50 µg/L (konwencjonalnie)
Granica wykrywalności (HG-ICP-OES)0,5–2 µg/L
Dopuszczalne stężenie (woda pitna)10 µg/L
Precyzja (CV)3–10% (zależnie od stężenia)
Zakres liniowy1–10 000 µg/L

Norma

Numer normy
PN-EN ISO 11885:2009
Tytuł (PL)
Jakość wody — Oznaczanie wybranych pierwiastków metodą optycznej spektrometrii emisyjnej z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP-OES)
Title (EN)
Water quality — Determination of selected elements by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES)

Procedura krok po kroku

1. Pobranie i utrwalenie próbki

Pobierz próbkę do butelki PP/HDPE. Zakwas 1 mL HNO₃ konc. na 100 mL próbki (pH < 2). Przechowuj w 4°C max. 14 dni.

⏱ Czas: 5 min • 🌡 Temperatura: 4°C

2. Mineralizacja (opcjonalnie)

Dla próbek z zawiesiną: mineralizacja mikrofalowa — 5 mL HNO₃ + 1 mL H₂O₂, program: rampa do 180°C/20 min, wytrzymanie 15 min.

⏱ Czas: 45 min • 🌡 Temperatura: 180°C

3. Przygotowanie wzorców

Przygotuj serię kalibracyjną Se: 0, 5, 10, 25, 50, 100 µg/L w 1% HNO₃. Dodaj wzorzec wewnętrzny (Y, Sc) jeśli wymagany.

⏱ Czas: 20 min

4. Uruchomienie ICP-OES

Włącz plazmę argonową. Ustabilizuj system (15–30 min). Sprawdź wydajność plazmową na roztworze kontrolnym Mn 257,610 nm.

⏱ Czas: 30 min

5. Kalibracja instrumentu

Zmierz wzorce kalibracyjne. Sprawdź liniowość (R² > 0,999). Weryfikuj czułość — nachylenie krzywej powinno odpowiadać specyfikacji.

⏱ Czas: 30 min

6. Pomiar próbek

Mierz próbki w sekwencji: blank → wzorzec kontrolny → próbki (max 10) → blank → wzorzec kontrolny. Obserwuj linie Se 196,026 nm.

⏱ Czas: 3–5 min/próbka

7. Technika HG (dla niskich stężeń)

Podłącz moduł HG. Próbkę w 5 M HCl mieszaj online z 0,5% NaBH₄. Lotny SeH₂ transportuj argonem do plazmy. LOD ~0,5 µg/L.

⏱ Czas: 5 min/próbka

8. Kontrola jakości

Analizuj CRM (np. SPS-WW2), spike (odzysk 90–110%), duplikat co 10 próbek. Blank < 3× LOD.

⏱ Czas: 15 min

9. Obliczenia i raportowanie

Odczytaj stężenia z krzywej kalibracyjnej. Uwzględnij rozcieńczenie i objętość próbki. Wynik w µg/L z niepewnością rozszerzoną (k=2).

⏱ Czas: 10 min

10. Wyłączenie i konserwacja

Przepłucz system 1% HNO₃ (5 min), potem wodą (5 min). Wyłącz plazmę. Sprawdź zużycie palnika i nebulizera.

⏱ Czas: 15 min

Wymagany sprzęt i aparatura

SprzętPrzykładOrientacyjna cena
Spektrometr ICP-OESThermo iCAP 7400, Agilent 5800 VDV, PerkinElmer Avio 220 Max, Spectro Arcos II350 000–700 000 PLN
System generowania wodorków (HG)PerkinElmer FIAS 400, Thermo VP100 CHGS40 000–80 000 PLN
AutosamplerThermo ASX-560, Agilent SPS 4, CETAC ASX-52025 000–60 000 PLN
System przygotowania próbek (mineralizator)Anton Paar Multiwave 5000, CEM Mars 6, Milestone Ethos UP150 000–300 000 PLN
Butla z argonem 5.0Argon 99,999%, butla 50 L, zużycie ~15 L/min400–800 PLN/butla
Naczynia PP/PTFE do mineralizacjiNaczynia PTFE do mineralizatora mikrofalowego500–2 000 PLN/szt.

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

OdczynnikCASSzczegóły
Roztwór wzorcowy selenu (Se)7782-49-2Certyfikowany CRM 1 000 mg/L Se w 2% HNO₃, np. Merck CertiPUR
Kwas azotowy (HNO₃) 65% suprapur7697-37-2Jakość do analizy śladowej, do zakwaszania próbek i przygotowania wzorców
Kwas solny (HCl) 30% suprapur7647-01-0Do techniki HG — środowisko reakcji z NaBH₄
Borowodorek sodu (NaBH₄)16940-66-2Reduktant w technice HG, roztwór 0,5% w 0,5% NaOH
Wodorotlenek sodu (NaOH)1310-73-2Stabilizator roztworu NaBH₄
Argon 5.07440-37-1Gaz plazmowy i nośny, czystość 99,999%
Woda ultracczysta—Rezystywność >18,2 MΩ·cm (Milli-Q), do rozcieńczeń i blanków

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

🔍 Znajdź laboratorium wykonujące to badanie