Qualidade da água potável pelo EPA 300.1

A água potável limpa é considerada um direito humano pela Organização Mundial da Saúde [1]. Políticas, normas e métodos analíticos robustos são necessários para proteger a qualidade da água e a saúde pública. Na Europa, a Diretiva de Água Potável da UE regula a qualidade da água, enquanto nos EUA quem é responsável é o Safe Drinking Water Act (SDWA). O SDWA autorizou a EPA dos EUA a desenvolver padrões mínimos de água potável e os respectivos métodos analíticos padronizados. Desde a década de 1980, o método EPA 300.0 dos EUA descreve os requisitos analíticos para a determinação de ânions inorgânicos principais (Parte A) e subprodutos inorgânicos nocivos da desinfecção (DBPs) na Parte B [2–5], correspondendo em grande parte às normas EN ISO 10304-1 e 10304-4, respectivamente. DBPs inorgânicos como clorito e clorato são formados principalmente por processos de cloração, enquanto o bromato é criado pela ozonização do brometo naturalmente presente [2, 5–7]. Quando os níveis máximos de contaminantes (MCLs) de DBPs foram revisados, o método EPA dos EUA também foi [5, 6]. Para atingir os limites de detecção do método (MDLs), são necessários volumes de injeção diferentes para as Partes A e B devido às diferenças relativas de concentração [8]. A cromatografia iônica com detecção por condutividade suprimida, usando a coluna de alta capacidade Metrosep A Supp 20, atende a esses requisitos em uma análise de corrida única, aumentando a eficiência do laboratório, economizando dinheiro e mantendo alta qualidade analítica.

Amostras de água potável e de torneira de locais em Herisau, na Suíça, e águas minerais comerciais foram analisadas de acordo com os requisitos do método EPA 300.1 dos EUA [8]. Além disso, padrões e amostras fortificadas cobrindo toda a faixa de analitos (ou seja, fluoreto, clorito, bromato, cloreto, nitrito, brometo, clorato, dicloroacetato (DCA), nitrato, fosfato e sulfato) foram injetados para quantificação e controle de qualidade. Para a análise, as Partes A e B do método EPA 300.1 dos EUA foram combinadas em um único método usando um volume de injeção comum de 50 µL. Os ânions principais, os oxihaletos e o surrogate dicloroacetato (DCA) foram separados sob condições isocráticas em uma coluna Metrosep A Supp 20 - 150/4.0 com eluente de carbonato.

O DCA é a forma de acetato do DCAA (ácido dicloroacético) e pode estar presente na água tratada, bem como em água subterrânea e piscinas, como um produto de reação de material orgânico durante o processo de cloração [3, 8]. A diretriz provisória da OMS para DCA em água potável é de 0,05 mg/L, pois representa riscos potenciais à saúde [1]. Portanto, ele deve ser separado dos demais íons para garantir resolução e quantificação adequadas. No método EPA 300.1 dos EUA, o DCA é definido como um surrogate e deve ser adicionado às amostras em uma concentração de 1 mg/L.

As amostras de água analisadas continham altas concentrações (ou seja, na faixa de mg/L) de cloreto (9-11 mg/L), sulfato (5-14 mg/L) e nitrato (4-9 mg/L) (Tabela 1, Tabela 2, e Figura 2). Brometo e fluoreto foram detectados em concentrações menores (<0,006 mg/L e <0,07 mg/L, respectivamente), enquanto os subprodutos tóxicos de desinfecção clorato, bromato e clorito, assim como o nitrito, não foram detectados (com uma exceção, em que 0,003 mg/L de clorato foi detectado, Tabela 2).

Além disso, o surrogate DCA não foi detectado em nenhuma das amostras. No entanto, o DCA (10 mg/L) pôde ser bem separado com uma resolução de 2,8 em uma solução padrão mista com uma concentração de sulfato 10 vezes maior (100 mg/L) (Figura 2).

Em todas as medições, o PGF para o DCA variou de 0,85 a 1,02. As recuperações para o DCA ficaram entre 90% e 91%.

• No mínimo 10% das amostras devem ser analisadas em duplicata. Portanto, a diferença percentual relativa (RSD) entre as replicatas de medição deve ser inferior a 10% para concentrações altas e inferior a 20% para concentrações mais baixas.

Os desvios padrão relativos (RSDs) para as amostras de água e água fortificada (n = 4) para os ânions principais (fluoreto, cloreto, nitrato, fosfato, sulfato e DCA) ficaram abaixo de 0,5% (Tabela 1 e Tabela 2, exceto para o fosfato na amostra de água mineral, <2%). Para os oxihaletos (clorito, bromato, clorato), nitrito e brometo, presentes em concentrações baixas (ou seja, faixa de dígito único de µg/L), os RSDs ficaram entre <0,1 e 9%.

• O EPA 300.1 dos EUA, Partes A e B, não menciona explicitamente resoluções mínimas. No entanto, mesmo em matrizes altamente concentradas, uma separação adequada deve ser garantida.

A compatibilidade de matriz e altos níveis de carbonato podem criar desafios significativos e afetar a qualidade da análise. Quando a capacidade da coluna é excedida, pode ocorrer alargamento de pico ou deslocamento no tempo de retenção. Dentro do escopo deste trabalho, a separação foi demonstrada em diversas águas potáveis e comercialmente disponíveis, bem como em matrizes artificiais com altas concentrações de cloreto (até 250 mg/L), nitrato (até 50 mg/L), sulfato (até 250 mg/L) e carbonato (até 300 mg/L).

1. [World Health Organization. Guidelines for Drinking-Water Quality: First Addendum to the Third Edition, Volume 1 : Recommendations; Geneva: WHO, 2006.
2. Boorman, G. A. Drinking Water Disinfection Byproducts: Review and Approach to Toxicity Evaluation. Environ. Health Perspect. 1999, 107 (suppl 1), 207–217.
3. Evans, S.; Campbell, C.; Naidenko, O. V. Analysis of Cumulative Cancer Risk Associated with Disinfection Byproducts in United States Drinking Water. Int. J. Environ. Res. Public. Health 2020, 17 (6), 2149.
4. Some Drinking-Water Disinfectants and Contaminants, Including Arsenic IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans Volume 84; International Agency for Research on Cancer, Ed.; IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans; IARC: Lyon, 2004.
5. Jackson, P. E. Ion Chromatography in Environmental Analysis. In Encyclopedia of Analytical Chemistry; Meyers, R. A., Ed.; John Wiley & Sons, Ltd: Chichester, UK, 2000; p a0835.
6. EPA National Primary Drinking Water Regulations: Disinfectants and Disinfection Byproducts. Fed. Regist. 1998, 63 (241), 69389–69476.
7. Singer, P. C. Control of Disinfection By‐Products in Drinking Water. J. Environ. Eng. 1994, 120 (4), 727–744.
8. EPA Method 300.1 - Determination of Inorganic Anions in Drinking Water by Ion Chromatography. In Methods for the Determination of Organic and Inorganic Compounds in Drinking Water; United States Environmental Protection Agency: USA, 2000; p 300.1-1–300.1-42.