Publisher

National Public Health Institute

Väitöskirja-artikkeli

Uusia menetelmiä talousveden bromattujen sivutuotteiden määrittämiseksi

Bromidia esiintyy useimmissa luonnonvesissä kuten järvissä, joissa ja pohjavesissä. Vaikka bromidi ei ole terveydelle haitallista, se voi muodostaa talousveden valmistuksessa käytettävien desinfiointikemikaalien kanssa erilaisia syöpää ja perimävaurioita aiheuttavia bromattuja sivutuotteita. Tässä väitöstutkimuksessa kehitettiin kemiallisia analyysimenetelmiä bromidin ja muutamien bromattujen sivutuotteiden pitoisuuden määrittämiseen.

Bromidin ja varsinkin bromattujen sivutuotteiden pitoisuudet talousvedessä ovat usein varsin vähäisiä, gramman miljardisosia, miljoonasosia litrassa yhdisteestä riippuen. Tämä asettaa suuria vaatimuksia niiden määritykseen käytettäville menetelmille.

Väitöskirjatyössä kehitettiin kaksi erilaista menetelmää bromidi-ionin määrittämiseksi. Toinen käytetyistä tekniikoista, niin sanottu kapillaarielektroforeesi, perustuu ionien erilaiseen liikkuvuuteen sähkökentässä. Menetelmän herkkyyttä parannettiin käyttämällä hyväksi erotuskapillaarin täyttävän elektrolyyttiliuoksen ja näytteen erilaista pH:ta. Erot pH-arvoissa auttoivat kasvattamaan kapillaariin syötettävää näytemäärää.

Toinen tekniikka, niin sanottu ionikromatografia, on klassinen nestekromatografinen tekniikka, missä eri ionit kulkevat eri nopeudella ioninvaihtokolonnin läpi. Menetelmän herkkyyttä parannettiin vähentämällä laitteen johtokykyilmaisimen taustan melua. Virran syöttäminen katkaistiin joksikin aikaa yhteen ionikromatografin kriittisistä komponenteista, supressoriin, jonka perustehtävä on laskea määritettäviä ioneja kuljettavan eluenttiliuoksen aiheuttamaa taustan johtokykyä ja samalla nostaa mitattavien yhdisteiden johtokykyä. Normaalisti supressoria käytettäessä määrityksen taustaan jää melko paljon melua. Supressorin virran katkaisu sopivaan aikaan laski taustan melun noin kuudesosaan normaalista. Tällä tavoin pystyttiin määrittämään bromidin lisäksi 13 muuta talousveden anionia. Samaa virran kytkentäkeinoa käyttäen kehitettiin toinenkin ionikromatografinen menetelmä otsonoinnin sivutuotteen, bromaatin, määrittämiseksi.

Työn viimeisessä vaiheessa kehitettiin menetelmä talousveden perimävaurioita aiheuttavan yhdisteen, MX:n (3-kloori-4-(dikloorimetyyli)-5-hydroksi-2(5H)-furanoni), bromattujen muotojen määrittämiseen. Tässä työssä käytettiin kaasukromatografia, mihin oli liitetty korkean erotuskyvyn massaselektiivinen ilmaisin. MX:n bromatuilla muodoilla havaittiin voimakas näytematriisin aiheuttama kromatografisen vasteen kasvu. Tämä ilmiö aiheuttaa positiivisen virheen tuloksiin, kun näytteen pitoisuus määritetään orgaanisiin liuottimiin tehdyillä vertailuliuoksilla. Tutkimuksessa etsittiin ja löydettiin erilaisia tapoja vähentää tätä virhettä.

Panu Rantakokko KTL, Ympäristöterveyden osasto