Method for the Determination of Inorganic Polysulfide Distribution in Aquatic Systems

Abstract

Inorganic polysulfides have significant technological importance, and their environmental role is gradually being unraveled. But despite their importance, there is still no method for quantification of the individual members of the polysulfide family in nonsynthetic samples. The method is based on fast, single-phase derivatization with methyl trifluoromethanesulfonate followed by one of three modes of sample treatment depending on polysulfide concentration. Under the most aggressive preconcentration treatment involving liquid-liquid extraction, solvent evaporation to dryness, dissolution in n-dodecane, and finally HPLC-UV analysis of the dimethylpolysulfane distribution, the minimum detection limits of the individual polysulfides are in the range 15-70 nM. The method was demonstrated for the analysis of synthetic solutions, natural groundwater, polysulfide fortified seawater, and surface water and for time tracing of the distribution of the individual polysulfides during the oxidation of hydrogen sulfide by hydrogen peroxide. The observed speciation was evaluated by comparison with the theoretical distribution of polysulfides at equilibrium with sulfur precipitate showing that the dominant polysulfides' (i.e., tetra- to hexasulfide) concentrations agree well with the predicted distribution (90% of the results fall within less than 30% deviation from the predicted values), whereas up to 3-fold deviation was observed for the less abundant trisulfide and octasulfide species.

Pyrobaculum yellowstonensis Strain WP30 Respires on Elemental Sulfur and/or Arsenate in Circumneutral Sulfidic Geothermal Sediments of Yellowstone National Park

“…Samples for arsenic speciation analysis were filtered (pore size, 0.2 m), flash frozen [with CO 2 (s)], and stored at Ϫ20°C until analysis, while polysulfide samples were filtered (pore size, 0.2 m) and immediately derivatized. Derivatization of polysulfides to form dimethylpolysulfanes was performed by adding 100 l sample and 100 l methyl trifluoromethanesulfonate (CF 3 SO 3 CH 3 ; Sigma-Aldrich Chemical Co.) simultaneously to a mixture of methanol (800 l) and 100 l 50 mM phosphate buffer (in which the pH was adjusted to match the pH of the sample) (24). Derivatized samples were analyzed on a Merck Hitachi high-pressure liquid chromatograph (HPLC) using a reversed-phase C 18 column (WatersSpherisorb; ODS2; particle size, 5 m; 250 by 4.6 mm) and a methanolwater eluent gradient at a flow rate of 1 ml min Ϫ1 (25).…”

Sulfur Species as Redox Partners and Electron Shuttles for Ferrihydrite Reduction by Sulfurospirillum deleyianum

“…Polysulfide analysis was performed by the method of Kamyshny et al (27), which is based on the conversion of labile inorganic polysulfides into more stable dimethylpolysulfanes. This is achieved by derivatization with methyl trifluoromethanesulfonate (methyl triflate, CF 3 SO 2 OCH 3 ; Sigma-Aldrich) in a watermethanol (H 3 COH, high-performance liquid chromatography [HPLC] gradient grade; VWR) mixture.…”

The balneotherapeutic components of sulfide-containing mineral waters

“…The authors hypothesize that it may be related to the high therapeutic potency of the substances obtained by steam distillation from the «Novonukutskaya» mineral water. Необходимо отметить, что неорганические по-лисульфиды имеют значительное технологическое значение и влияние на окружающую среду, но до сих пор нет удовлетворительного метода количе-ственного анализа индивидуальных полисульфидов [3]. Несмотря на их важность, анализ сульфидов и полисульфидов в питьевых водах является сложной задачей из-за их малых концентраций, термической неустойчивости, чувствительности к окислению и реакциям диспропорционирования.…”

“…По мнению ряда исследователей, быстрые реак-ции диспропорционирования полисульфидов в во-дных системах не позволяют непосредственно вы-яснить их распределение хроматографическими и другими методами разделения [3]. Анализ при рН, близких к нейтральной и умеренно основной, ос-ложняется образованием полисульфанов.…”

“…Эти методики предусматривают использование метил-йодида для перевода производных сульфидов и по-лисульфидов в соответствующие диметилполисуль-фиды, которые затем извлекаются с помощью твер-дофазной микроэкстракции и последующего анали-за методом газовой хроматографии-масс-спектро-метрии [7]. Хорошая чувствительность была достиг-нута для анализа диметилполисульфидов с предела-ми обнаружения от 50 до 240 нг/дм 3 . Поскольку йо-дистый метил не смешивается с водой, лимитирую-щая стадия включает в себя фазовый переход йоди-стого метила в водный раствор, содержащий поли-сульфид, замедляющий стадию переноса, и оставля-ет достаточно времени для перераспределения по-лисульфидов до завершения процесса дериватиза-ции.…”