ZAWARTOŒÆ METALI CIÊ KICH W POLSKICH WODACH MINERALNYCH I ZRÓDLANYCH

Transkrypt

1 J. Elementol. 2006, 11(): Maria D³ugaszek, Miros³awa Szopa, Alfreda Graczyk ZAWARTOŒÆ METALI CIÊ KICH W POLSKICH WODACH MINERALNYCH I ZRÓDLANYCH Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna WSTÊP Woda jest jednym z g³ównych sk³adników organizmów ywych oraz jednym z g³ównych sk³adników po ywienia. Ludzie o przeciêtnej wadze kg spo ywaj¹ œrednio ok. 2 litrów wody na dobê, a w warunkach podwy szonej temperatury co najmniej dwa razy wiêcej. W ostatnim 15-leciu w Polsce rozwin¹³ siê przemys³ wód Ÿródlanych i mineralnych, a ich dostêpnoœæ na rynku pokrywa zapotrzebowanie polskiego spo³eczeñstwa. Spo ywanie du ej iloœci wody zawieraj¹cej biopierwiastki jest bardzo korzystne dla organizmu ludzkiego. Woda mo e byæ jednym z g³ównych sk³adników po ywienia zaopatruj¹cych nas w podstawowe biopierwiastki (Trace element ). Wszystkie wody znajduj¹ce siê na polskim rynku maj¹ podan¹ na swoich etykietach zawartoœæ podstawowych biopierwiastków, przede wszystkim wapnia, magnezu, sodu, potasu oraz anionów, takich jak wodorowêglany, chlorki, bromki, jodki oraz siarczany. Rola tych czterech biopierwiastków (Ca, Mg, Na i K) jest doœæ dobrze znana i opisana dok³adnie w wielu powa nych monografiach (KABATA-PENDIAS, PENDIAS 1999, DURLACH, BARA 2000) i artyku³ach naukowych (RABBANI et al. 2006, MOUSAIN-BOSE et al. 2006). Wojskowa Akademia Techniczna, ul. S. Kaliskiego 2, Warszawa, Military University of Technology, S. Kaliskiego 2 St, Warsaw.

2 246 Ze wzglêdu na du e spo ycie w spo³eczeñstwie polskim wód mineralnych i Ÿródlanych, wa n¹ spraw¹ jest oznaczanie w nich pierwiastków œladowych, takich jak: elazo, miedÿ, cynk, mangan, nikiel, oraz pierwiastków toksycznych, takich jak: glin, kadm, o³ów, których, firmy produkuj¹ce wody pitne nie wykazuj¹ na etykietach. Dopuszczalna zawartoœæ tych pierwiastków w wodach pitnych jest okreœlana przez polskie Ministerstwo Zdrowia. Poznanie ich stê enia w najpopularniejszych wodach Ÿródlanych i mineralnych bêd¹cych na rynku polskim wydawa³o siê autorom o tyle wa ne, e niektóre z nich (Al, Pb, Ni) ze wzglêdu na trwa³oœæ kompleksów, jakie tworz¹ ze zwi¹zkami biologicznie czynnymi w komórce mog¹ wykazywaæ efekt kumulacji (Trace element ). Celem pracy by³o oznaczenie zawartoœci metali ciê kich w najbardziej popularnych wodach Ÿródlanych i mineralnych dostêpnych na rynku polskim. MATERIA I METODY Przedmiot badañ stanowi³y wybrane wody mineralne i Ÿródlane dostêpne na polskim rynku. Do wód mineralnych nale a³y: Muszynianka, Na³êczowianka, Kinga Pieniñska, Piwniczanka, natomiast do wód Ÿródlanych: ywiec Zdrój, Amita, Kropla Beskidu, Nestle Aquarel, Kazimierz. Zawartoœæ metali ciê kich oznaczono metod¹ spektrometrii absorpcji atomowej (AAS) z zastosowaniem techniki bezp³omieniowej, z atomizacj¹ w piecu grafitowym (ETAAS). W oznaczeniach u yto takich odczynników, jak: roztwory podstawowe metali ciê kich: Cd, Pb, Al, Ni, Fe, Cr, Mn, (Fluka); kwas HNO (Merck), 65% Suprapur; woda dejonizowana, (COBRABID AQUA), 18 MW/cm; modyfikatory: 5% NH 4 NO (Aldrich) modyfikator matrycy (Cd); NH 4 H 2 PO 4 (Merck) Suprapur modyfikator stabilizuj¹cy (Pb). W badaniach zastosowano nastepuj¹c¹ aparaturê: spektrometr absorpcji atomowej AVANTA Σ (GBC) wyposa ony w piec grafitowy GF000 z deuterow¹ ultrapulsacyjn¹ korekcj¹ t³a; autosampler PAL 000; dejonizator (COBRABID AQUA); waga analityczna SBC 22 (S. Witko-Scaltec); ph-metr CP-501 (Elmetron). Próbki badanych wód zakwaszono HNO (65%). W tak przygotowanych próbkach oznaczono stê enie wybranych metali ciê kich: Cd, Pb, Al, Ni, Fe, Cr i Mn. Oznaczeñ dokonano opieraj¹c sie na metodzie spektrometrii absorpcji atomowej (AAS), z zastosowaniem techniki bezp³omieniowej, z atomi-

3 zacj¹ w piecu grafitowym (ETAAS). Analizy wykonano w atmosferze argonu, w rurkach grafitowych z warstw¹ pyrolityczn¹, z wykorzystaniem lampy deuterowej w celu korekcji t³a. Podstawowe informacje dotycz¹ce programu temperaturowego oraz wykorzystanych d³ugoœci fal dla poszczególnych oznaczanych pierwiastków zawiera tabela Warunki instrumentalne oznaczania wybranych metali ciê kich Instrumental conditions of chosen heavy metals determination Pierwiastek D³ugoœæ fali (nm) Temperatura pirolizy ( o C) Tabela 1 Table 1 Temperatura atomizacji ( o C) Cd Pb Al Ni Fe Cr Mn Otrzymane wyniki zawartoœci poszczególnych pierwiastków weryfikowano, stosuj¹c technikê dodatku wzorca. W ka dej z próbek wód oznaczono tak e wartoœæ ph. WYNIKI BADAÑ I ICH OMÓWIENIE W tabeli 2 przedstawiono analityczn¹ charakterystykê zastosowanych procedur iloœciowego oznaczania wybranych pierwiastków. W tabeli przedstawiono oznaczone wartoœci ph badanych wód mineralnych i Ÿródlanych, natomiast w tabeli 4 zawartoœæ metali ciê kich w tych wodach. Badane wody mineralne i Ÿródlane zawiera³y najmniej Cd (0,01 0,1 µg/l), a najwiêcej Fe i Al (5,97 15,60 µg/l). Wykazano porównywalne iloœci Cr i Ni (ok. 1 µg/l). Nieco wiêksze iloœci badanych pierwiastków oznaczono w wodach mineralnych ni Ÿródlanych. Z analizy danych zawartych w tabeli 4 wynika, e we wszystkich badanych wodach nie zosta³y przekroczone wartoœci metali toksycznych dopuszczone w Zarz¹dzeniu Ministra Zdrowia z dn r.

4 248 Tabela 2 Table 2 Analityczna charakterystyka zastosowanych procedur iloœciowego oznaczania pierwiastków Analytical characterization of used quantitative procedures Pierwiastek Zakres krzywej kalibracyjnej ( ng ml - 1 ) Masa charakterystyczna (pg) Granica wykrywalnoœci ( ng ml - 1 ) Precyzja (%) Odzysk (%) Cd Pb Al Ni Fe Cr Mn Wartoœci ph badanych wód ph value of analysed waters Wody mineralne Tabela Table ph Muszynianka 6.04 Na³êczowianka 7.44 Kinga Pieniñska 6.02 Piwniczanka 6.85 Wody Ÿródlane ph ywiec Zdrój 6.7 Amita 5.60 Kropla Beskidu 8.04 Nestle Aquarel 6.28 Kazimierz 5.78 Uzyskano najni sze stê enia kadmu, a najwiêksze o³owiu, w stosunku do wartoœci dopuszczalnej na terenie Polski. Wody wysokozmineralizowane zawieraj¹ równie wiêcej metali toksycznych. Jednak bior¹c pod uwagê fakt, e stê enia zawartych w nich biopierwiastków (Ca, Mg, Na, K) s¹ od kilkuset do kilku tysiêcy razy wy sze ni wystêpuj¹cych obok metali toksycznych, przyswajalnoœæ tych ostatnich jest ograniczona ze wzglêdu na konkurencyjnoœæ w przyswajaniu w przewodzie pokarmowym.

5 249 Woda S tê enie metali ciê kich w badanych wodach (µg L - 1 ) C oncentration of heavy metals in analysed waters (µg L - 1 ) Cd Pb Al Ni Tabela 4 Table 4 Muszynianka ± ± ± 0.62 Na³êczowianka ± ± ± 0.94 Kinga Pieniñska ± ± ± 0.25 Piwniczanka 0.80 ± ± ± ± 0.97 ywiec Zdrój ± ± ± 0.17 Amita ± ± 1.50 ± 0.22 Kropla Beskidu ± ± ± 0.0 Nestle Aquarel ± ± ± 0.2 Kazimierz ± ± ± 0.21 Dopuszczalna zawartoœæ * Woda Muszynianka 1.88 ± ± ± Na³êczowianka ± ± ± 0.59 Kinga Pieniñska 9.81 ± ± ± 0.02 Piwniczanka 9.57 ± ± ± 0.64 ywiec Zdrój 1.89 ± ± ± 0.40 Amita ± ± ± 0.24 Kropla Beskidu 6.9 ± ± ± 0.07 Nestle Aquarel ± ± Kazimierz 9.47 ± ± ± 0.04 Dopuszczalna zawartoœæ * * Fe Rozporz¹dzenie Ministra Zdrowia z dnia r. Cr Mn WNIOSKI 1. Zawartoœæ metali ciê kich w badanych wodach zarówno mineralnych, jak i Ÿródlanych nie przekracza wartoœci obowi¹zuj¹cych norm, oprócz zawartoœci Mn w Muszyniance. 2. W badanych wodach oznaczono najwiêksze iloœci Fe, Al i Mn, ale w stosunku do wartoœci dopuszczalnych we wszystkich badanych wodach najwy - sze procentowe stê enie wykazuje o³ów, a najni sze kadm.

6 250 PIŒMIENNICTWO DURLACH J., BARA M Le magnesium en biologie et en medicine. KABATA-PENDIAS A., PENDIAS H Biogeochemia pierwiastków œladowych. MOUSAIN-BOSE M., ROCHE M., POLGE A., PRADAL-PRAT D., RAPIN J., BALI J Improvement of neurobehavioral disorders in children supplemented with magnesium-vitamin B 6. Magnes. Res., 19 (1): RABBANI M., SADEGHI H., GUDARSI S Protective effects of calcium-magnesium soft gels in morphine tolerant and dependent mice. Magnes. Res., 19 (1): Trace Elements in Health and Disease Scandia Int. Symp. Stockholm. Trace elements in human nutrition and health World Health Organization, Geneva. Maria Dlugaszek, Miros³awa Szopa, Alfreda Graczyk ZAWARTOŒÆ METALI CIÊ KICH W POLSKICH WODACH MINERALNYCH I RÓDLANYCH S³owa kluczowe: wody Ÿródlane i mineralne, metale ciê kie, metoda AAS. Abstrakt Celem badañ by³o oznaczenie metali ciê kich w najpopularniejszych wodach Ÿródlanych i mineralnych dostêpnych na rynku polskim. Oznaczano zawartoœæ Cd, Pb, Al, Ni, Fe, Cr i Mn, stosuj¹c metodê spektrometrii absorpcji atomowej (AAS). Wykazano, e oprócz jednego przypadku (tab. 4), we wszystkich badanych wodach nie zosta³y przekroczone wartoœci metali ciê kich, okreœlone jako dopuszczalne przez Ministerstwo Zdrowia w Zarz¹dzeniu z dn r. CONTENT OF HEAVY METALS IN POLISH MINERAL AND SPRING WATERS Key words: Spring and mineral waters, heavy metals, AAS method. Abstract The aim of this study was to assay the contents of heavy metals in the most popular Polish spring and mineral waters available on markets. For determination of the contents of Cd, Pb, Al, Ni, Fe, Cr and Mn atomic absorption spectrometry (AAS) method was used. It results from the research that the concentrations of heavy metals in all tested waters (with one exception Table 4) did not exceed the acceptable level as defined by the Ministry of Health ordinance dated Oct. 4, 2000.