تعیین ترکیبات آلی نیمه ولادی و هیدروکربنهای معطر چند حلقه ای در مواد جامد توسط کروماتوگرافی گازی/طیف سنجی جرمی

توسط استیون D. زاوگ ، مارک R. بورخارد ، ترزا L. بوربانک ، مری سی اولسون ، جانا ال ایورسون و مایکل پی شرودر

چکیده

روشی برای تعیین 38 هیدروکربنهای معطر چند حلقه ای (PAH) و ترکیبات آلی نیمه ولادی در نمونه های جامد شرح داده شده است. نمونه ها با استفاده از یک سیستم استخراج حلال تحت فشار استخراج می شوند. ترکیبات مورد علاقه از نمونه جامد دو بار در 13800 کیلوپاسکال استخراج می شوند. ابتدا در 120 درجه سانتیگراد با استفاده از مخلوط الکل آب/ایزوپروپیل (50:50 ، نسبت حجم به حجم) ، و سپس نمونه با استفاده از مخلوط الکل آب/ایزوپروپیل در 200 درجه سانتیگراد استخراج می شود (80:20 ، حجم بهنسبت Volume). این ترکیبات با استفاده از کارتریج های استخراج فاز جامد یکبار مصرف (SPE) حاوی رزین کوپلیمر دیوینیل بنزن-وینیل پیرولیدون جدا می شوند. کارتریج ها با گاز نیتروژن خشک می شوند ، و سپس ترکیبات Sorbed با استفاده از مخلوط دیکلرومتان/دی اتیل اتر (80:20 ، نسبت حجم به حجم) از مواد SPE بیرون می آیند و از طریق یک کارتریج سولفات سدیم/فلوریسیل Spe عبور می کنند تا باقیمانده از آن خارج شوند. آب و برای تمیز کردن بیشتر عصاره. عصاره غلیظ حلال به اتیل استات رد و بدل می شود و حجم حلال به 0. 5 میلی لیتر کاهش می یابد. ترکیبات استاندارد داخلی قبل از تجزیه و تحلیل توسط کروماتوگرافی گازی-رنگ مویرگی/طیف سنجی جرمی اضافه می شوند.

مقایسه داده های PAH برای 28 نمونه رسوب استخراج شده توسط Soxhlet و روش استخراج حلال شتاب (ASE) که در این گزارش شرح داده شده است ، نتایج مشابهی را به همراه دارد. استخراج ترکیبات PAH از مواد مرجع استاندارد با استفاده از این روش نیز با استخراج Soxhlet مطلوب مقایسه شد. بازیابی PAH های کمتر از وزن مولکولی 202 (پیرن یا فلورانتن) تا 20 درصد با استفاده از این روش ASE بیشتر است ، در حالی که بهبودی PAH های بزرگتر از یا مساوی با وزن مولکولی 202 معادل است.

این روش ASE از استخراج نمونه از مواد جامد با افزایش اتوماسیون فرآیند استخراج ، کاهش زمان استخراج و استفاده از حلال کمتر ، مزایایی نسبت به استخراج Soxhlet معمولی دارد. پاکسازی عصاره نیز بسیار ساده است زیرا SPE جایگزین کروماتوگرافی ژل قابل استفاده است.

عملکرد روش (همانطور که با میانگین بازیافت ها و میانگین دقت بیان می شود) با استفاده از ماسه اتاوا، یک خاک سطحی تجاری در دسترس، و یک رسوب جریان محیطی، تقویت شده در 1. 5 و 15 میکروگرم در هر ترکیب تعیین شد. بازیابی PAH و ترکیبات نیمه فرار در نمونه های شن و ماسه اتاوا غنی شده در 1. 5 میکروگرم به طور متوسط 88 درصد ± 9. 4 درصد انحراف استاندارد نسبی بود و محدودیت های تشخیص روش اولیه محاسبه شده به ازای هر ترکیب به طور متوسط 14 میکروگرم در کیلوگرم با فرض اندازه نمونه 25 گرم بود. بازیابی 1،2،4-تری کلروبنزن کمتر از 60 درصد است. بنابراین، غلظت این ترکیب همیشه به صورت تخمینی با کد یادداشت "E" گزارش می شود.

تجزیه و تحلیل 25 گروه همولوگ PAH آلکیله نیز با این روش با تجزیه و تحلیل و بررسی داده های اضافی قابل تعیین است، اما به دلیل عدم وجود ترکیبات استاندارد مرجع معتبر، این نتایج نیمه کمی در نظر گرفته می شوند. گروه‌های همولوگ PAH با استفاده از ضریب پاسخ یک ترکیب اصلی روش PAH، در صورت وجود، اندازه‌گیری می‌شوند. داده های دقیق برای همولوگ های PAH آلکیله شناسایی شده در یک ماده مرجع استاندارد رسوب دریایی (SRM 1944) نیز برای مستندسازی و نشان دادن قابلیت روش ارائه شده است.

فهرست

هدف و دامنه

1. دامنه و کاربرد

2. خلاصه روش

3. اقدامات احتیاطی ایمنی و دفع زباله

5. دستگاه ها و تجهیزات

6. معرف ها و مواد مصرفی

7. روش آماده سازی نمونه

8. تحلیل ابزاری

9. محاسبه و گزارش نتایج

10. تضمین کیفیت و کنترل کیفیت

11. نتایج و بحث در مورد اعتبار سنجی روش

خلاصه و نتیجه گیری

ارقام

1-2. عکس هایی که نشان می دهد:

1. مجموعه استخراج فاز جامد برای عصاره های حلال تسریع شده برای استفاده در تعیین ترکیبات آلی نیمه فرار و هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای.

2. مجموعه ماژول شستشوی فاز جامد که در روش تحلیلی برای تعیین ترکیبات آلی نیمه فرار و هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای استفاده می شود.

3. نمودار نشان دهنده نمودارهای رگرسیون حداقل مربعات برای غلظت نفتالین (A) و بنزو[a] پیرن (B) تعیین شده در 28 نمونه رسوب با استخراج تسریع شده با حلال (ASE) و استخراج سوکسله.

4. نمودار جعبه ای که نتایج آنالیز 28 نمونه خاک و رسوب محیطی را نشان می دهد.

جداول

1. ترکیبات هیدروکربنی آروماتیک نیمه فرار و چند حلقه ای با استفاده از این روش تعیین می شوند.

2. گروه های همولوگ هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای آلکیله شده با استفاده از این روش تعیین و با غلظت های تخمینی گزارش شدند.

3. نمونه ای از برنامه استخراج با حلال تسریع شده (ASE) برای 13 سلول.

4. نمونه ای از روش استخراج با حلال تسریع شده (ASE) برای استخراج 120 درجه سانتی گراد.

5. زمان ماند، زمان ماند نسبی، کروماتوگرافی گازی/ یون های کمی سنجی طیف سنجی جرمی، یون های تایید، و درصد فراوانی نسبی یون های تایید برای ترکیبات روش فردی و گروه های همولوگ هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای آلکیله شده.

6. توالی تحلیلی کروماتوگرافی گازی/ طیف سنجی جرمی برای استفاده با این روش پیشنهاد شده است.

7. ترکیباتی با فاکتورهای پاسخ نسبی که برای کمی سازی گروه های همولوگ هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای آلکیله شده استفاده می شوند.

8. ترکیبات هیدروکربنی آروماتیک نیمه فرار و چند حلقه‌ای که در نمونه‌های شن و ماسه، رسوب جریان، و خاک سطحی شناسایی شده‌اند.

9. هیدروکربن آروماتیک چند حلقه‌ای و ترکیب نیمه فرار میانگین بایاس و دقت داده‌های بازیابی سنبله برای 9 تکرار با ترکیبات با غلظت 15 میکروگرم در هر نمونه در نمونه‌های معرف-شن، جریان-رسوب و خاک سطحی.

10. هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای و ترکیب نیمه فرار میانگین سوگیری و دقت داده‌های بازیابی سنبله برای 9 تکرار با ترکیبات 1. 5 میکروگرم در هر نمونه در نمونه‌های واکنشگر-شن، جریان-رسوب و خاک سطحی.

11. میانگین بایاس و دقت داده‌های بازیابی سنبله برای 9 تکرار با ترکیبات 1. 5 و 15 میکروگرم در هر نمونه در نمونه‌های واکنشگر-شن، جریان-رسوب و خاک سطحی برای ترکیباتی که در این روش گنجانده نشده‌اند.

12. محدودیت های تشخیص روش اولیه محاسبه شده از داده های دقیق گزارش شده در جدول 10 برای 9 نمونه شن و ماسه تکراری با 60 میکروگرم بر کیلوگرم در هر ترکیب.

13. غلظت های تایید شده توسط موسسه ملی استانداردها و فناوری برای مواد مرجع استاندارد 1944 تعیین شده توسط استخراج سوکسله و این روش.

14. غلظت گروه های همولوگ آلکیله شناسایی شده در مواد مرجع استاندارد 1944 با استخراج سوکسله و این روش تعیین شده است، اما توسط موسسه ملی استاندارد و فناوری گزارش نشده است.

15. نتایج نمونه محیطی را بر حسب میکروگرم بر کیلوگرم با استفاده از استخراج سریع حلال تکرار کنید.

16. میانگین انحراف میانگین و دامنه انحرافات متوسط برای ترکیبات شناسایی شده در 9 نمونه رسوب تکراری و یک نمونه سه تکراری استخراج شده با استفاده از استخراج سریع حلال.

17. غلظت سوکسله و استخراج حلال تسریع شده، بر حسب میکروگرم بر کیلوگرم، برای 28 نمونه رسوب.

18. همبستگی سوکسله و نتایج استخراج سریع حلال برای 28 نمونه رسوب.