Multielementární analýza jehličí borovic metodou ICP-MS

Jakub Vagunda

Bachelor's thesis

Determination of multielement concentrations in pine needles by ICP-MS

Abstract:

Práce byla věnována prvkové analýze jehličí metodou hmotnostní spektrometrie s ionizací v indukčně vázaném plazmatu (ICP-MS) a možnostem jejího využití pro monitorování znečištění ovzduší polymetalickým prachem v oblasti skládky bývalé niklové huti v Seredi a jejím okolí. Pro tyto účely bylo analyzováno jehličí borovice černé (Pinus nigra) odebrané z blízkosti skládky a kontrolních lokalit. Před vlastní analýzou byly vzorky mineralizovány ve vysokotlakém rozkladném zařízení. Spektrální a nespektrální interference při ICP-MS analýze byly eliminovány s využitím oktapólové kolizní cely s heliem jako kolizním plynem, resp. pomocí Rh jako vnitřního porovnávacího prvku. Stanoveno bylo celkem 54 prvků v 54 vzorcích, validace analytického postupu byla provedena pomocí certifikovaných referenčních materiálů. Pro odhalení vztahu mezi prvkovým profilem vzorků a jednotlivými lokalitami, byly výsledky zpracovány pomocí analýzy hlavních komponent (PCA), analýzy rozptylu aplikované na hlavní komponenty (PCA-ANOVA) a analýzy sousedních komponent (NCA).

Abstract:

The work is devoted to the analysis of pine needles by inductively coupled plasma ionization mass spectrometry (ICP-MS) and its possible application for monitoring pollution around the heap of a former nickel smelter in village Dolna Streda, Slovakia. For this purpose, the quantification of 54 elements was performed in 54 black pine needles (Pinus nigra) collected near the heap and at three sites at different distances from the heap. Microwave digestion in a high-pressure digestion device was used for mineralization of the samples, followed by ICP-MS elemental analysis of the mineralizates obtained. An octopole collision cell with a He gas was used to remove spectral interferences from different polyatomic ions on the determination of selected elements, and an internal Rh standard was used to suppress nonspectral effects. The validation of the analytical procedure was performed using certified reference materials. To reveal the relationship between elements and sites, the analytical results were processed by principal component analysis (PCA), analysis of variance with principal components (PCA-ANOVA) and neighborhood component analysis (NCA).

Keywords

Bioindikátor, borovice černá, Pinus nigra, těžké kovy, atomová, hmotnostní spektrometrie, ICP-MS, analýza vícerozměrných dat, PCA, PCA-ANOVA, NCA

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 23. 6. 2023

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Lenka Husáková, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Bachelor programme / field:
Inorganic and Bioinorganic Materials / Inorganic and Bioinorganic Materials