油料污染场地中挥发性和半挥发性有机污染物检测方案(热解吸仪)

IMPACT磐合科仪1 Scientific Instrument 采用土壤 VOCs 吸附管监测油料污染场地中挥发性和半挥发性有机污染物 摘要 本应用描述了一种双填料吸附管与 Markes 微池/热萃取器联合开发，用于对土壤气体中的石油、柴柴和煤油蒸汽进行取样。已经证明对检测到较轻和较重的碳氢化合物(多芳烃、长链)能进行定量回收，甚至对最重的油料成分也可得到同样效果。 简介 土壤气体取样方案比较 使用 TD 兼容的吸附管监测常规较重的有机化合物(挥发性低于正癸烷的化合物)。许多基于吸附管监测的方法包括挥发物和半挥发物，其中n-C，，H66和及以上的化合物4-6可实现定量回收(已经被验证)。 与此相反，对于比正辛烷或正癸烷完更不易挥发的化合物，苏玛罐采样有可能不能完全回收(取决于储存条件)。如果使用苏玛罐来收集油料污染的土壤气体，低挥发性化合物的选择性损失将影响中间馏分油的定量和鉴定。这可能会对健康风险评估产生负面影响，并且罐子难以再次清洗。 在一些污染严重的地点，油料蒸气的浓度过高，会加重采样罐的清洗问题。一旦用于高浓度样品的采集，罐子的再次清洗8.9会很耗时(特别是当污染物是高沸点时)并且罐子非常昂贵。 热线咨询：400-021-3969 网址：www.phky.com.cn 相比之下，多种填料的吸附管和冷冷能提供从汽油到重柴油(丙烷到n-C2H2)的石油燃料组分的定量回收和释放。在热脱附分析过程中，它们也会被彻底和自动地净化(不需要额外的调节步骤)，并且与痕量和高浓度蒸汽兼容10，11(无交叉污染)。 研究目标 Hayes 等人°证明了吸附管可以成功地应用于土壤气体监测，并且如果采样地点被中间馏分油污染(例如2号柴油)，相比于TO-15方法中的罐采样(图1和2)，使用吸附管可以获得更精确/有代表性的油料指纹。 IS 图1：使用(a)罐采样和TO-15分析(蓝色)获得的柴油污染土壤气体色谱图； (b)用TO-17中吸附管采样分析(红色)。 图2：使用(a)罐采样样和TO-15分析(蓝色)获得的煤油污染土壤气体色谱图； (b)用TO-17中吸附管采样分析(红色)。 上海磐合科学仪器股份有限公司热线咨询：400-021-3969邮箱：marketing@phky.com.cn网址：www.phky.com.cn 本研究报告的主要目的是在此基础上设计一种特殊的吸附管，用于采集土壤气体中的油料蒸气，并评估这种特定吸附管(土壤气体采样)在干燥和潮湿条件下的性能(捕集效率和回收率)。 次要目的是测试土壤气体采样管是否可以使用 Markes 热脱附进行定量分析(与分析空气有毒物质(TO-17和TO-15)配置一致的设备)，并连接到 GC-MS。 如果证明这是可行的，那意味着配备TO-17空气毒物分析的实验室也可以提供土壤气体监测服务，无需额外的资金投入。 吸附管的选择 一些吸附管(例如，加入3种或4种吸附剂填料)与几乎通用的分析物挥发性范围(C2/3烃类至n-C30H62)兼容。然而，实际环境中的土壤气体样品并不包含最轻的油料成分，因为这些成分在油料泄漏或正常环境条件下迅速蒸发。这意味着一种更简单的吸附剂组合可以用于土壤气体监测。 理论上，在后部装有 Tenax TA(采样端)和 Carbograph5TD填料的不锈钢管将是理想的土壤气体采样器。它将提供以下主要功能： ● 在更大的挥发性范围内定量保留和回收化合物，即从最易挥发和有毒的C.烃类(1，3-丁二烯)到n-C26154 TMDACT磐合科仪 疏水性(即允许水蒸气在采样过程中穿透)。 Scientific Instrument 背景干扰少(即：适用于痕量以及更高水平)。 ● 稳定――允许经济有效的重复使用(>100个监控周期)。 还需要注意的是，这种吸附剂的组合是相对惰性的，如果土壤气体中有感兴趣的活性组分，可以在一根惰性涂层采样管中装填其它填料。 实验 为了评估上述土壤 VOCs 采样器的性能，制备了一批新包装的管子，用于从加入各种油料沙粒中的净化蒸汽进行取样。Markes 六位微池/热萃取器在温度、湿度和气流控制条件下将土壤气体采样管暴露于污染土壤的一种简单方法。这提供了4个约45mL样品室，可同时运行以获得最佳样品制取量(图4)。 上海磐合科学仪器股份有限公司热线咨询：400-021-3969邮箱：marketing@phky.com.cn网址： www.phky.com.cn 图4：在30℃和50℃下，使用土壤气体吸附管采集的干砂和湿砂样品中的柴油蒸气分析色谱图 样品制备 将约15g同样的样品(砂)称入20mL顶空瓶中，并将1uL油料(汽油，柴油或煤油)注入每个样品瓶顶部。通过向砂中加入 1mL HPLC级水来制备湿样品。随后密封顶空瓶，使蒸汽渗透入砂约48小时。 微池/热萃取器取样 将这些砂样品放入单独的微室中，在30℃或50℃的温度下进行采样(以模拟一系列实际最坏的情况)。每个微室用 50 mL/min 的纯空气吹扫5 min，在附着的土壤气体吸附管上收集每个微室(250mL)的蒸汽。热脱附系统 TD： 土壤气体采样管： Tenax TA-Carbograph 5TD(货号：C2-AXXX-5201) 预吹扫时间：3min (冷阱) 采样管解析时间：5 min (300°C) 解析流速：40 mL/min 冷阱：空气毒物冷阱(货号：U-T15ATA-2S) TD100-x 冷阱最低温度：25℃ 冷静最高温度：310℃(3min) 冷阱流速：50mL/min (仅在冷阱解析期间) TD传输线温度：：2200℃ GC： 载气：氦气IMPACT磐合科仪 色谱柱： VF-5ms， 30 m × 0.25 mm ×0.25 mnstrument 恒压：：13 psi 升温程序：50℃保持1min ； 5℃/min 到140℃；15℃/min to 300℃保持1min 柱流速：50℃时1.5 mL/min MS： 离子源温度：230℃MSD 传输线温度：280℃四级杆温度：150℃扫描范围： m/z 35-600 上海磐合科学仪器股份有限公司 热线咨询：400-021-3969 邮箱：marketing@phky.com.cn 网址：www.phky.com.cn 结果与讨论 在30℃和50℃下，使用微池/热萃取器对被汽油，柴油和煤油污染的干砂和湿砂样品进行取样(图3-5)。随后对每种油料类型中的一种进行的重复解析，用于证明在热解吸过程中的回收情况(图6)。 图3：在30℃和50℃下，使用土壤气体吸附管采集的干砂和湿砂样品中的汽油蒸气分析色谱图 图4：在30℃和50℃下，使用土壤气体吸附管采集的干砂和湿砂样品中的柴油蒸气分析色谱图 图5：在30℃和50℃下，使用土壤气体吸附管采集的干砂和湿砂样品中的煤油蒸气分析色谱图 Abundance Petroleum 2e+07 1000000 1n'n 5m 图6：在30℃下，使用土壤气体吸附管采集的干砂样品中汽油、柴油和煤油蒸汽分析色谱图，与每个管重复解析(样品残留情况，蓝色)显示可忽略不计的残留物。 热线咨询：400-021-3969 网址：www.phky.com.cn 请注意，每种解析的土壤气体样品管的重复分析在每种情况下都显示出可忽略不计的残留(<0.1%)。在所有条件(湿度，温度)和所有油料类型下都是如此。这表明所选择的分析系统和方法参数在一次运行中提供了所有目标化合物的准确定量和完全回收，并且土壤气体采样管可以立即重复使用，即无需额外的处理(老化)。 还要注意的是，如预期的那样，增加加标砂样品的温度和湿度，会增加土壤气体中较高沸点燃料成分的相对比例。如果在这些极端条件下用苏玛罐监测土壤气体，就会增加交叉污染问题。 结论 所描述的土壤 VOCs 采样管已经被证明：适用于采集在实际环境中(湿度和表面温度最坏的情况下)被一系列石油燃料污染的土壤气体样品。检测到轻烃、芳烃和长链烃，证实了Hayes 等人的发现，吸附管提供了土壤气体中轻馏分油和中间馏分油的代表性 TPH 曲线。合科仪 土壤 VOCs 吸附管也被证明可完全用于定量回收甚至最重的油料组分，允许经济有效的立即重复使用而无需额外的处理(老化)。 此外，为空气毒物分析配置的 Markes TD 系统也被证明与中馏分油污染的土壤气体兼容，在一次分析中能够完全回收。 感谢 美国加州空气毒物分析技术总监海蒂·海斯在编写本申请说明书时所做的贡献， Markes 国际公司对比表示感谢。 商标 Carbograph是意大利 LARA s.r.l.，的商标。 Tenax 是一个荷兰 Buchem B.V.，的商标。 引用文件 1. US EPA Compendium Method TO-15： The determination of volatile organic compounds (VOCs) in aircollected in SUMMA canisters and analysed by gas chromatography/mass spectrometry. 上海磐合科学仪器股份有限公司热线咨询：400-021-3969邮箱：marketing@phky.com.cn网址：www.phky.com.cn Scientific Instrument 2. US EPA Compendium Method TO-17： Determination of volatile organic compounds in ambient air usingactive sampling onto sorbent tubes. 3. H.C. Hayes et al.， Evaluation of sorbent methodology for petroleum impacted site investigations，Proceedings of the Air and Waste Management Association Conference on Vapour Intrusion， September2007. 4. M. Caputi， Monitoring of volatile organic compounds and polycyclic aromatic hydrocarbons inatmosphere [Ph.D. Thesis]， University of Bari， Italy， 2004. 5. P.A. Clausen， V. Hansen， L. Gunnarsen， A. Ashfari and P. Wolkoff， Emission of di-2-ethylhexyl phthalatefrom PVC flooring into air and uptake in dust： Emission and sorption experiments in FLEC and CLIMPAQ，Environmental Science & Technology， 2004，38：2531-2537. 6. Application Note 053. 7. R. Coutant and W. McClenny， Competitive adsorption effects and the stability of VOC and PVOC incanisters， Proceedings of US EPA/AWMA International Symposium on the Measurement of Toxic andScientific Instrument Related Air Pollutants， 1991. 8. Personal communication， University of East Anglia， UK. 9.OSHA Method PV2120- Volatile organic compounds in air using canisters.Partially validated. 10. Application Note 079. 上海磐合科学仪器股份有限公司邮箱：marketing@phky.com.cn 热线咨询：海磐合科学仪器股份有限公司网址： www.phky.com.cn邮箱：marketing@phky.com.cn 本应用描述了一种双填料吸附管与Markes微池/热萃取器联合开发，用于对土壤气体中的石油、柴油和煤油蒸汽进行取样。已经证明对检测到较轻和较重的碳氢化合物（多芳烃、长链）能进行定量回收，甚至对最重的油料成分也可得到同样效果。