Determination of Total Petroleum Hydrocarbons in Rubble and Soils by Accelerated Solvent Extraction and GC-FID

Význam tématu

Kontaminace půd a stavebních sutin petrolejovými uhlovodíky způsobená úniky pohonných hmot a maziv je jedním z nejrozšířenějších environmentálních problémů. Monitorování celkového obsahu uhlovodíků (TPH) je nezbytné pro vyhodnocení rizik, návrh sanací a ověření účinnosti remediací. Standardy jako UNI EN 14039:2005 stanovují limity přesnosti a opakovatelnosti metod pro stanovení TPH v půdách i odpadech.

Cíle a přehled studie/článku

Cílem aplikace bylo předvést zkrácenou, účinnou a ekologičtější metodu stanovení TPH ve sutinách a půdách kombinující Accelerated Solvent Extraction (ASE) s in-cell čištěním a následnou analýzu GC-FID. Zaměřili se na rozsahy uhlovodíků C10–C40 a >C12 s výtěžností a opakovatelností vyhovující požadavkům evropské normy.

Použitá instrumentace

• Sušicí pec Binder ED53
• Analytická váha Sartorius
• Planetární mlýn Fritsch Pulverisette
• Thermo Scientific Dionex ASE 350 s 34 mL komorami
• Thermo Scientific Rocket Evaporator s Flip-Flop sběrači
• GC FOCUS s kapilární kolónou TRACE TR-5 (30 m×0,25 mm×0,25 µm) a detektorem FID

Použitá metodika

Vzorky půdy a sutí se vysušily, rozdrceny a smíchaly s diatomitou a aktivním křemelinovým gelesubstrátem. Komora ASE obsahovala filtry, vrstvu křemeliny a vzorek. Extrakce se prováděla n-hexanem při 100 °C, jeden statický cyklus 5 min, proplach 60 % a výpust 90 s, celkem 20 min a 40 mL rozpouštědla. Výtažky se koncentrovaly na Rocket Evaporatoru do 1 mL standardního roztoku RTW/RTW1 a vstřikovaly 2 µL do GC-FID. Parametry GC: helia 2,0 mL/min, program od 45 °C do 340 °C, injektor 300 °C (splitless 0,8 min), FID 340 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Testy na vyhřáté půdě (spikované úrovně 25, 50, 750 mg/kg) ukázaly průměrné recovery 84–101 % pro >C12 a 79–97 % pro C10–C40 s RSD pod 6 %, což splňuje limity UNI EN 14039. Chromatogramy potvrdily jasnou separaci zón uhlovodíků a umožnily identifikovat frakci dieselových uhlovodíků (C11–C18) v silně kontaminovaných vzorcích (~4000 mg/kg). In-cell čištění omezilo koextrahované interferenty a snížilo zatížení GC systému.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazná úspora času (20 min na vzorek) a rozpouštědla (<50 mL).
• Integrované čištění v ASE komorách eliminuje offline sloupcové techniky.
• Možnost přímé koncentrace do GC vialky šetří operátorskou práci.
• Vhodné pro rutinní provoz v environmentálních laboratořích a při QA/QC.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj metod směřuje k implementaci hmotnostní spektrometrie pro selektivní detekci, využití zelenějších rozpouštědel a miniaturizaci ASE. Automatizace vzorkové přípravy, on-line spojení ASE s GC–MS a rozšíření rozsahu analyzovatelných kontaminantů podpoří rychlejší a citlivější monitorování životního prostředí.

Závěr

Kombinace ASE s in-cell čištěním a GC-FID nabízí efektivní, rychlou a spolehlivou metodu stanovení TPH v půdách a sutích. Splňuje požadavky evropských norem, minimalizuje spotřebu rozpouštědel a zefektivňuje laboratorní workflow.

Reference

1. Galbiati F., Teli L. Determination of Total Petroleum Hydrocarbons in Rubble and Soils by Accelerated Solvent Extraction and GC-FID. Thermo Fisher Scientific Customer Application Note 120, 2007.
2. UNI EN 14039:2005. Charakterizace pevných odpadů – Stanovení obsahu uhlovodíků C10–C40.
3. Ezzell J., Richter B., Francis E. Selective Extraction of Polychlorinated Biphenyls from Fish Tissue Using Accelerated Solvent Extraction. American Environmental Laboratory, 1996.
4. Björklund E. et al. Comparison of fat retainers in ASE for selective extraction of PCBs. Anal. Chem., 2001, 73, 4050–4053.
5. Sporring S., Björklund E. Selective PLE of PCBs from fat-containing samples. J. Chromatogr. A, 2004, 1040, 155–161.
6. Haglund P. et al. Shape-selective extraction of PCBs and dioxins using in-cell carbon fractionation. Anal. Chem., 2007, 79, 2945–2951.
7. Poerschmann J. et al. Sequential PLE for lipid fractionation. J. Chromatogr. A, 2006, 1127, 18–25.