ABSTRACT A methodology was optimized and validated for the determination of soluble and particulate arsenic (As[III] and As[V]) in drinking water using anion exchange chromatography (AEC) and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The AEC optimization consisted in a laboratory simulation of the procedure to be followed in the field to evaluate the recovery of 10 mixtures of As(III) and As(V) in synthetic water. The following figures of merit were obtained in the total arsenic analysis: detection limit (LOD) of 0.1 μg/L, quantification limit (LOQ) of 0.2 μg/L, linear range between 0.1 μg/L and 300 μg/L, and coefficients of determination ≤ 0.9996. Repeatability and intermediate repeatability were evaluated with a total arsenic standard solution of 12.5 μg/L, obtaining an average repeatability of 12.6 μg/L with a standard deviation of 0.2 % and a coefficient variation of 0.2 % for n = 7, while the intermediate precision had an average of 12.6 µg/L with a standard deviation of 0.4 % and a coefficient variation of 0.3 % for n = 7.. The average recoveries in the mixtures were: total arsenic ≤ 99 %, soluble arsenic ≤ 99 % and for arsenite and arsenate ≤ 97 %.

RESUMEN Se optimizó y validó una metodología para la determinación de arsénico soluble y particulado (As[III] y As[V]) en aguas de consumo humano (ACH) empleando cromatografía de intercambio aniónico (CIA) y espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS). La optimización de CIA consistió en una simulación en el laboratorio del procedimiento a seguir en el campo, donde se evaluó la recuperación de 10 mezclas de disoluciones de As(III)/As(V) en agua sintética. Se obtuvieron las siguientes figuras de mérito en el análisis de arsénico total: límite de detección (LD) de 0.1 µg/L, límite de cuantificación (LC) de 0.2 µg/L, ámbito lineal de 0.1 µg/L a 300 µg/L y coeficientes de determinación ≤ 0.9996. La repetibilidad y repetibilidad intermedia fueron evaluadas mediante la lectura de un patrón de 12.5 µg/L de arsénico total: el promedio de repetibilidad fue de 12.6 µg/L con una desviación estándar (S0) de 0.2 µg/L y un coeficiente de variación (CV) de 0.2 % para n = 7, mientras que la repetibilidad intermedia tuvo un promedio de 12.6 µg/L con S0 = 0.4 µg/L y un CV de 0.3 % para n = 7. Las recuperaciones promedio fueron: arsénico total ≤ 99 %, arsénico soluble ≤ 99 %, y arsenito y arseniato ≤ 97 %.

Resumen Se realizó la separación y cuantificación del arsénico soluble, particulado, As (III) y As (V) en los pozos de las seis plantas de remoción de arsénico operadas por AyA en Guanacaste y Alajuela: Bebedero de Cañas, Montenegro y Agua Caliente, Falconiana y Quintas Don Miguel en el cantón de Bagaces y Santa Cecilia de El Amparo y Cristo Rey en Los Chiles. Se empleó la espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS) así como cromatografía de intercambio aniónico (CIA) con resina Dowex 1-X8 de 50 a 100 mallas. Se validó la metodología obteniendo las siguientes figuras de mérito: límite de detección 0,1 µg/L, límite de cuantificación 0,2 µg/L, veracidad de diferentes fracciones y mezclas entre (97-104) %, con coeficientes de variación entre (0,9-12,8) %, así como una repetibilidad de 0,2 % y una repetibilidad intermedia de 0,3 % (n=7). Se efectuaron ocho muestreos mensuales y en los seis pozos prevalece el arsénico soluble sobre el particulado. En todos los pozos guanacastecos y en Cristo Rey de Los Chiles predomina As(V) sobre As (III), siendo el As (III) no detectable, detectable o en concentraciones ligeramente superiores al límite de cuantificación. En el caso de Santa Cecilia de El Amparo, hay mezcla de As (III) y As(V) en razones de concentraciones muy similares y predominando uno sobre otro dependiendo del muestreo. Además, este pozo es el que posee menor concentración de oxígeno disuelto (1,5 mg/L), mientras que los restantes pozos presentan concentraciones superiores.

Abstract Separation and quantification of soluble and particulate arsenic and As (III) and As (V) were carried out in the wells of six arsenic removal plants operated by AyA in Guanacaste and Alajuela: Bebedero de Cañas, Montenegro and Agua Caliente, Falconiana and Quintas Don Miguel in Bagaces and Santa Cecilia de El Amparo and Cristo Rey in Los Chiles. Inductively coupled plasma mass spectrometry and anion exchange chromatography with Dowex 1-X8 resin were used for this analysis. The methodology was validated, obtaining the following figures of merit: detection limit 0,1 µg/L, quantification limit 0,2 µg/L, veracity as recoveries of different fractions and mixtures between (97-104) %, with variation coefficient between (0,9-12,8) %, as well as repeatability 0,2 % and intermediate repeatability of 0,3 % (n=7). Eight samples were taken monthly wich indicated that in the six wells soluble arsenic prevails on the particulate arsenic. On the other hand, in all the Guanacaste wells and in Cristo Rey de Los Chiles predominates As (V) than As (III), As (III) being undetectable, detectable or in concentrations slightly higher than quantification limit. In the case of Santa Cecilia de El Amparo, there is a mixture of As (III) and As (V) in very similar proportion and predominating one over another depending on the sampling. In addition, this well has the lowest concentration of dissolved oxygen (1,5 mg/L), whereas the remaining wells present higher concentrations.