ICP-MS-analyse av giftige elementer (tungmetaller) i 100 kommunale vannprøver fra hele USAAv Mike Adams

^[1]

ABSTRAKT

Hundre massevis av prøver fra kommunale vannforsyninger ble anskaffet og testet via ICP-MS for konsentrasjoner av Al, Cu, As, Cd, Hg og Pb. Analyse ble utført via ICP-MS ved bruk av en elementutvidet variant av EPA-metodikk 200.8.^[1] Resultatet av data viser at noen prøver overskred gjeldende EPA-grenser for elementer i offentlig vann. Alle prøver viste null påvisbar Hg. Dataene viser at over 90 prosent av kommunale vannprøver samlet inn for denne analysen var innenfor EPA-standarder for giftige elementer. Denne analysen testet ikke vann for fluor, plantevernmidler eller organiske forbindelser.

INNLEDNING

Bekymret for 2016 avsløringer av overdreven Pb i den kommunale vannforsyningen i Flint, Michigan, denne forfatteren lanserte EPAwatch.org og kunngjorde en landsomfattende oppfordring til vannprøver fra kommunale vannforsyninger fra hele USA. Denne innsatsen var del av et non-profit samfunnsinteresseprogram for å dokumentere konsentrasjonen av giftige elementer i offentlige vannsystemer.^[2] I løpet av de påfølgende ukene ble hundrevis av vannprøver samlet inn av publikum og sendt til Consumer Wellness Center Laboratories for analyse.

For å bekrefte vannprøvenes opprinnelse, innførte CWC Labs en streng prøveverifiseringsprosess. Eksempel på opprinnelse og innsamlingsskjemaer oppbevares på CWC Labs og inkluderer datoen for prøven, postnummer, navn på personen som tar prøven og deres kontaktinformasjon (telefonnummer og e-post).

De fleste prøver ble sendt til CWC Labs ved bruk av anbefalte 50 ml polykarbonat hetteglass. De første 100 prøvene som ble akseptert av CWC Labs verifiseringsprosess ble valgt for denne studien.

Alle vannprøver ble screenet ved bruk av pH-strips, og deretter sjekket for skadelig stråling ved bruk av en håndholdt strålingsmåler. Ytterligere skritt, som av sikkerhetsmessige årsaker skal holdes private, ble tatt for å sikre sikkerheten til CWC Labs personell. Ingen unormal stråling ble påvist i prøvene, og ingen pH-resultater var utenfor forventede områder for kommunalt vann. Alle prøvene ble visuelt inspisert, og ingen viste svevestøv, misfarging eller andre tegn som kan indikere manipulering eller forsøk på å skaffe bunker.

Volumene av mottatte prøver varierte fra omtrent 10 ml til 100 ml. Omtrent 90 prosent prøver var i området 40 – 50 ml. Alle originale vannprøver er arkivert for fremtidig analyse eller verifisering.

metodologi

Fem (5,0) ml av hver vannprøve ble volumetrisk overført til et 50 ml fordøyelsesflaske ved bruk av en kalibrert pipette. Alle prøver ble visuelt bestemt til å ha turbiditet godt under 1 NTU. Som beskrevet i EPA-metode 200.8 under “direkte analyse”, ble hver vannprøve stabilisert og fortynnet ved å tilsette 45 ml av et fortynningsmiddel bestående av 3% HNO3 og 0,5% HCl.

Når de var fortynnet til 50 ml, ble prøver lastet inn i en Agilent ASX-500 Series autosampler som forberedelse til ICP-MS-analyse. ICP-MS-instrumentet som ble brukt var en Agilent 7700X, som kjørte i He-modus med følgende melodiparametere:

RF Power = 1550
RF Matching = 1,70
Eksempeldybde = 9.0
Carrier Gas = 1,03 L / min
Alternativgass = 0,0
Forstøverpumpe = 0,10 rps
S / C Temp = 2C
Gassbryter = Makeup gass
Makeup Gas = 0,0
He Gas Flow = 3,50 ml / min
Kjølevæske vannstrøm = 1,35 L / min
OctP Bias = -18,0
OctP RF = 200
Energidiskriminering = 4.0
QP-skjevhet = -14,0

ICP-MS-analysen ble initiert med en fem-punkts kalibreringskurve for eksterne standarder. Alle analytter unntatt Hg ble kalibrert på en konsentrasjonskurve som følger:

Nivå 0: 0 ppb
Nivå 1: 4,8 ppb
Nivå 2: 24 ppb
Nivå 3: 120 ppb
Nivå 4: 600 ppb
Nivå 5: 3000 ppb

Den resulterende kalibreringskurvekorrelasjonskoeffisienten ble beregnet av Agilent MassHunter-programvaren til 1.0000.

Eksterne Hg-kalibreringskurvekonsentrasjoner ble satt som følger:

Nivå 0: 0 ppb
Nivå 6: 0,8 ppb
Nivå 7: 4,8 ppb
Nivå 8: 24 ppb
Nivå 9: 120 ppb
Nivå 10: 600 ppb

Deteksjonsgrensen (LOD) for Hg ble beregnet av MassHunter-programvaren til å være 0,03 ppb. Korrelasjonskoeffisienten for kalibreringskurven for Hg ble beregnet av Mass Hunter-programvaren til 1.0000.

Vannkalibrering kurver

Før analysen av prøver ble et “blankt” hetteglass med fortynningsløsningen først analysert og kategorisert som en Full Quant Blank for å trekke dens elementære sammensetning fra de endelige resultatene. Analyttall per sekund (CPS) var ekstremt lave på tvers av alle skannede elementer på grunn av laboratoriekvalitet DI-vann som ble brukt i fortynningsløsningen. Dette laboratoriet bemerker at veldig små konsentrasjoner av Al vanligvis finnes i HNO3, og veldig små konsentrasjoner av As finnes i HCl. Disse ble alle trukket fra de endelige resultatene.

Under ICP-MS-kjøringen ble det utført kalibreringskontroller med flere elementer etter hver tiende ukjente prøve. Hver kalibreringskontroll viste at alle elementene var innenfor akseptable nøyaktighetsområder. Ingen elementer “drift” ble oppdaget.

Anskaffelse av analytiske data ble nøye overvåket under kjøringen for å se etter polyatomiske forstyrrelser. På grunn av tilsetningen av et lite volum HCl til fortynningsløsningen, ble mulige forstyrrelser ved + 35 og + 37 spesifikt overvåket. Ingen slike forstyrrelser ble oppdaget.

ICP-MS-analysen ble fullført og data ble registrert i MassHunter-programvaren og arkivert for studier.

Vanndataprøve

Vannmetode Full Quant

RESULTATER

Postnummeraluminium

^ppbKobber

^ppbarsen

^ppbkadmium

^ppbMerkur

^ppbLedende

^ppb010010,0018,780,000,020,000,22010800,00272,490,000,000,000,30047420,00342,050,210,010,000,160573434.375,970,120,010,000,03057340,007,480,060,080,000,35060100,008.200,220,010,000,430603227.0882,370,480,710,000,790651623.55145,870,320,410,000,44070300,00193,090,140,030,000,60107010,0096,820,200,010,000,191255024.1217.520,440,050,000,21171090,0025,950,000,030,000,19195040,0076,120,000,030,000,97225088,523,820,000,020,000,032346255,6217.180,710,990,000,91282770,000,940,000,020,000,012827713.079,780,010,010,000,052957721.3588,970,370,090,000,47301140,0015,780,370,030,000,10322240,004,970,000,020,000,623225034,80154,140,590,910,001,65330299.9019.000,870,020,000,37331370,0019.090,600,030,007,29334421,914.110,040,020,000,01334429.893,770,240,020,000,17349570,0023.430,010,010,000,59372210,0064.630,030,040,000,19453420,0067,100,170,030,000,42485060,0020.670,230,050,000,06486160,0051,750,190,020,000,00510250,0023.430,540,020,000,12510250,001117,120,490,070,000,49510250,00170,370,500,070,002,51532100,7949,460,170,160,000,855321512.1528,930,310,200,000,02553310,008,860,200,060,000,135534134.2987,700,800,880,001,38553450,0023.110,580,010,000,025710393,0887,070,340,200,000,23620340,00312,600,090,000,000,316220850,09141,360,390,040,000,076222511.55584,730,500,050,000,106222620.5561,840,450,040,000,056222621.551057,860,380,110,001,80622323.332.490,540,030,000,02622340,000,880,000,000,000,01640240,00447,850,510,010,000,336580419.073,230,050,000,000,21681042,512,003,940,040,000,286810540,280,980,560,010,000,09688620,0053,726,060,030,000,19751105.3133,600,690,030,000,28751374,07171,760,220,010,000,02752600,0036,480,100,000,000,02752600,00361,210,070,010,000,007690467,3469,671,451,170,005,66770570,000,321,430,020,004,57770720,0023,911,780,010,000,137862913.5928,810,220,020,000,978052532.45206,860,270,550,003,75805420,0084,110,000,020,000,118090395,67128,890,510,820,000,94813010,0012.600,230,020,000,13820820,00296,443.050,070,002,658361732,288,560,670,770,000,82837020,0096,971.110,020,000,25837060,006.302,750,010,000,19837140,00200,093,870,020,000,698508619.27178,080,511,240,00120,60853010,00231,130,940,120,000,29871440,0074,781,270,030,000,349002732,6884,022,220,490,000,55900640,00125,391.190,160,000,1990066198,4039,884,630,200,008.12902910,0074,472.200,020,000,08913605.224,783,070,080,000,23914031,87299,152,160,060,001,17920110,00286,121,160,050,000,2492501106,022.333.140,820,000,89925450,0049,891.150,010,000,11925920,0045,371,810,010,000,0292656130,9531.341,490,020,001,43926630,0034.642,251,220,000,35940622,787,660,380,010,000,38941100,0028,640,360,020,001,47941213,2610.380,370,020,000,04945660,0057,510,370,010,000,47945660,00120,110,420,070,0016.03945660,00296,030,400,020,000,43945660,00106,410,330,020,004,0094901103,2723.150,190,190,001,85949230,0052,071,300,010,000,049506614.3681,534,910,020,000,08973650,009.140,000,030,000,14973910,001,980,000,030,000,049770230,848,583,520,850,001.09980270,00391,712,720,010,000,87980310,004.140,260,010,000,06983680,00100,800,520,010,000,149935211.8258,220,650,290,000,83

Klikk her for å se de utvidede resultatene – 05/09/2017 (364 prøver)

Klikk her for å se de utvidede resultatene – 06/20/2016 (239 prøver)

DISKUSJON

EPA-reguleringsgrenser for giftige elementer i drikkevann er som følger: ^[3]

Som = 10 ppb
Cd = 5 ppb
Cu = 1300 ppb (“Action Level” -betegnelse av EPA)
Hg (uorganisk) = 2 ppb
Pb = 15 ppb (“Action Level” -betegnelse av EPA)

EPA bemerker på sin “Tabell over regulerte drikkevannforurensninger” ^[2] at overdreven konsentrasjon av giftige elementer kan forårsake alvorlig skade på mennesker:

Arsen har vist seg å forårsake “Hudskader eller problemer med sirkulasjonssystemer, og kan ha økt risiko for å få kreft”
Kadmium har blitt knyttet til “nyreskade”
Kobber: “Kortvarig eksponering for kobber er vist som en mulig årsak til mage-tarm-nød; Langvarig eksponering for kobber har blitt knyttet til” Lever- eller nyreskade”
Blyforgiftning hos spedbarn og barn har vist seg å forårsake “Forsinker i fysisk eller mental utvikling; barn kan vise små underskudd i oppmerksomhetsspenn og læringsevner.” Hos voksne har blyforgiftning blitt knyttet til nyreproblemer og / eller høyt blodtrykk.”
Høye kvikksølvkonsentrasjoner i drikkevann kan føre til “nyreskade”

For rapportering av resultater siteres Pb 208 her, selv om tre isotoper av Pb ble anskaffet under analysen (206, 207, 208). Hg ble skannet på 200, 201 og 202. Alle prøver viste null resultater på tvers av alle tre kvikksølvisotoper. Cd ble skannet på 111 og 114.

ALUMINUM RESULTATER

EPA anser ikke Al for å være en bekymring for forurensning i kommunale vannsystemer. Men fordi høy Al kan indikere dårlig generell vannkvalitet eller industrielle forurensninger, inkluderer vi de to høyeste Al-resultatene fra denne gruppen som områder som kan fortjene videre studier:

Postnummer 90066: 198,40 ppb
Postnummer 92656: 130,95 ppb

KOPPERRESULTATER

Alle vannprøver som ble analysert var under EPA-grensen på 1300 deler per milliard (ppb).

EPA-grensen for Cu i drikkevann er 1300 ppb. To prøver ble påvist som overskrider 90% av denne grensen, men ikke overskrider den:

Postnummer 51025: 1241.24 ppb
Postnummer 62226: 1175,40 ppb

En ekstra prøve ble funnet ved 50% av EPA-konsentrasjonsgrensen for Cu:

Postnummer 62225: 649,70 ppb

ARSENISKE RESULTATER

EPA-grensen for As i kommunalt vann er 10 ppb. De tre høyeste konsentrasjonsprøvene som er funnet i dette datasettet er vist nedenfor. Ingen av de analyserte prøvene overskred den gjeldende EPA-grensen på 10 ppb.

Postnummer 90066: 4,63 ppb
Postnummer 95066: 4,91 ppb
Postnummer 68862: 6.06 ppb

CADMIUM RESULTATER

EPA-grensen for Cd i kommunalt vann er 5 ppb. Alle 100 prøver viste Cd-konsentrasjoner godt innenfor EPA-grensen.

MERCURY RESULTATER

EPA-grensen for uorganisk Hg i kommunalt vann er 2 ppb. Alle 100 prøver viste 0,00 ppb for alle de skannede isotopene til Hg (200, 201, 202). Ingen kvikksølvspesifikasjoner ble utført.

LED RESULTATER

EPA-grensen for Pb i kommunalt vann er 15 ppb. To av de 100 prøvene viste Pb-konsentrasjoner som overskrider EPA-grensen. Én prøve, fra postnummer 85086 (Nord for Phoenix, AZ), målte 120,60 ppb bly, og overskred EPA-grensen for bly i vann med 700%.

En annen prøve fra postnummer 94566 (Pleasanton, CA) avslørte bly ved 16,03 ppb, noe som oversteg EPA-grensene.

En ekstra prøve viste Pb som oversteg 50% av EPAs Pb-grense:

Postnummer 90066: 8.12 ppb

SAMMENDRAG OG KONKLUSJON

Hundre drikkevannsprøver fra kommunale vannforsyninger rundt om i USA ble analysert for giftig tungmetallforurensning. Alle bortsett fra to av de 100 drikkevannsprøvene viste giftige tungmetallkonsentrasjoner under EPA-grensene. Én prøve fra Phoenix, AZ-området og en fra Pleasanton, CA-området overskred EPA-grensen for Lead. Disse husstandene har blitt varslet om testresultatene av vannprøvene.

YTTERLIGERE STUDIE

Consumer Wellness Center Laboratories (CWClabs.com) vil fortsette å studere konsentrasjonene av tungmetaller i drikkevann rundt om i USA. Etter hvert som flere data blir tilgjengelige, vil dette papiret bli oppdatert.

REFERANSER

[1] https://www.epa.gov/sites/production/files… (PDF)

[2] http://epawatch.org/2016-03-10-health-ranger…

[3] https://www.epa.gov/your-drinking-water…

GJENNOMFØRELSER

Forfatteren ønsker å anerkjenne Agilent for sin robuste analytiske instrumentering som gjorde denne studien mulig.

TILLEGGSINFORMASJON

Forfatteren har ingen økonomiske bånd til EPA eller statlige finansieringskilder. Denne studien ble finansiert av det non-profit Consumer Wellness Center (ConsumerWellness.org), der forfatteren fungerer som administrerende direktør i en ubetalt stilling. Forfatteren ga sin tid til å gjennomføre denne analysen i allmenhetens interesse.