Robust and cost-effective analysis of TPH in water and soil using GC-FID
Aplikace | 2021 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Analýza celkových ropných uhlovodíků (TPH) ve vodě a půdě je zásadní pro hodnocení environmentálního znečištění a rizik pro lidské zdraví. Rychlé a nákladově efektivní metody umožňují pravidelný monitoring vodních zdrojů a půdních vzorků, podporují dodržování norem a zefektivňují provoz v laboratorních i průmyslových aplikacích.
Cílem studie bylo vyvinout jednoduchou, robustní a cenově výhodnou analytickou metodu pro rutinní stanovení TPH v půdních a vodních vzorcích. Metoda je navržena pro vysokou průchodnost vzorků v laboratoři Welsh Water (UK) s využitím plynové chromatografie s plamenoionizační detekcí (GC-FID) a softwaru Chromeleon CDS.
Pro přípravu vzorků vody se uplatnila filtrace a extrakce pomocí kazety SPE (1 g/6 mL) s methanolem a vodou, následná eluce hexanem a koncentrace extraktů TurboVapem. Půdní vzorky byly extrahovány sonikací v hexanu a následně koncentrovány.
Instrumentace:
Chromatografická separace TPH (C10–C40) byla dokončena za méně než 6 minut. Použití vodíku oproti héliu zkrátilo dobu běhu bez ztráty rozlišení. Kalibrace na diesel/motorový olej a na směs alkanů prokázaly vynikající linearitu (R2 > 0,998) s průměrným %RSD okolo 5. Instrumentální mez detekce (IDL) pro TPH byla stanovena na 0,33 µg na kolonu, což odpovídá <1 µg/L ve vodě a <5 mg/kg v půdě. Opakovatelnost a robustnost byla potvrzena 99 injekcemi referenční půdy v pěti dnech (%RSD plochy 5,7 %, koncentrace 5,3 %). Různé vodní matrixy (pitná, deionizovaná, měkká, tvrdá, povrchová) vykázaly %RSD <5 %; spiked recovery 115 % v deionizované vodě a 116 % v tvrdé vodě.
Metoda nabízí vysokou průchodnost vzorků, nízké provozní náklady díky vodíku jako nosnému plynu a minimální údržbu během rozsáhlých sekvencí. Uplatní se v QA/QC, environmentálním monitoringu i průmyslových laboratořích, kde je třeba rychle a spolehlivě zpracovat stovky vzorků.
Budoucí vývoj může směřovat k automatizaci přípravy vzorků, využití ekologičtějších rozpouštědel a spojení s hmotnostní spektrometrií pro lepší selektivitu. Rozšíření metodiky o identifikaci škodlivých frakcí, strojové učení pro analýzu chromatogramů a vývoj kompaktních terénních GC-FID systémů zvýší schopnost rychlého nasazení v terénu.
Navržená metoda GC-FID s TRACE 1310 a Chromeleon CDS představuje robustní, rychlý a ekonomický přístup ke stanovení TPH ve vodě a půdě. Dosahuje vysoké linearity, nízkých detekčních mezí a vynikající opakovatelnosti bez nutnosti časté údržby, což ji činí ideální pro vysokoprodukční laboratorní provozy.
GC
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Analýza celkových ropných uhlovodíků (TPH) ve vodě a půdě je zásadní pro hodnocení environmentálního znečištění a rizik pro lidské zdraví. Rychlé a nákladově efektivní metody umožňují pravidelný monitoring vodních zdrojů a půdních vzorků, podporují dodržování norem a zefektivňují provoz v laboratorních i průmyslových aplikacích.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo vyvinout jednoduchou, robustní a cenově výhodnou analytickou metodu pro rutinní stanovení TPH v půdních a vodních vzorcích. Metoda je navržena pro vysokou průchodnost vzorků v laboratoři Welsh Water (UK) s využitím plynové chromatografie s plamenoionizační detekcí (GC-FID) a softwaru Chromeleon CDS.
Použitá metodika a instrumentace
Pro přípravu vzorků vody se uplatnila filtrace a extrakce pomocí kazety SPE (1 g/6 mL) s methanolem a vodou, následná eluce hexanem a koncentrace extraktů TurboVapem. Půdní vzorky byly extrahovány sonikací v hexanu a následně koncentrovány.
Instrumentace:
- TRACE 1310 GC s PTV injektorem a FID detektorem
- TriPlus RSH autosampler
- TG-Mineral Oil kolona (15 m × 0,32 mm × 0,15 µm)
- Vodík jako nosný plyn (3,2 mL/min) pro snížení doby analýzy
- Chromeleon CDS verze 7.3 pro akvizici, zpracování a reporting dat
Hlavní výsledky a diskuse
Chromatografická separace TPH (C10–C40) byla dokončena za méně než 6 minut. Použití vodíku oproti héliu zkrátilo dobu běhu bez ztráty rozlišení. Kalibrace na diesel/motorový olej a na směs alkanů prokázaly vynikající linearitu (R2 > 0,998) s průměrným %RSD okolo 5. Instrumentální mez detekce (IDL) pro TPH byla stanovena na 0,33 µg na kolonu, což odpovídá <1 µg/L ve vodě a <5 mg/kg v půdě. Opakovatelnost a robustnost byla potvrzena 99 injekcemi referenční půdy v pěti dnech (%RSD plochy 5,7 %, koncentrace 5,3 %). Různé vodní matrixy (pitná, deionizovaná, měkká, tvrdá, povrchová) vykázaly %RSD <5 %; spiked recovery 115 % v deionizované vodě a 116 % v tvrdé vodě.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí vysokou průchodnost vzorků, nízké provozní náklady díky vodíku jako nosnému plynu a minimální údržbu během rozsáhlých sekvencí. Uplatní se v QA/QC, environmentálním monitoringu i průmyslových laboratořích, kde je třeba rychle a spolehlivě zpracovat stovky vzorků.
Budoucí trendy a možnosti využití
Budoucí vývoj může směřovat k automatizaci přípravy vzorků, využití ekologičtějších rozpouštědel a spojení s hmotnostní spektrometrií pro lepší selektivitu. Rozšíření metodiky o identifikaci škodlivých frakcí, strojové učení pro analýzu chromatogramů a vývoj kompaktních terénních GC-FID systémů zvýší schopnost rychlého nasazení v terénu.
Závěr
Navržená metoda GC-FID s TRACE 1310 a Chromeleon CDS představuje robustní, rychlý a ekonomický přístup ke stanovení TPH ve vodě a půdě. Dosahuje vysoké linearity, nízkých detekčních mezí a vynikající opakovatelnosti bez nutnosti časté údržby, což ji činí ideální pro vysokoprodukční laboratorní provozy.
Reference
- Agency for Toxic Substances & Disease Registry. Toxic Substances Portal – Total Petroleum Hydrocarbons (TPH). Online, accessed 13 April 2021.
- BS EN ISO 16703:2011. Soil quality. Determination of content of hydrocarbon in the range C10 to C40 by gas chromatography.
- BS EN 14039:2004. Characterization of waste. Determination of hydrocarbon content in the range of C10 to C40 by gas chromatography.
- BS EN ISO 9377-2:2000. Water quality. Determination of hydrocarbon oil index using solvent extraction and gas chromatography.
- ASTM D7678-11. Standard Test Method for Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) in Water and Wastewater with Solvent Extraction using Mid-IR Laser Spectroscopy.
- Thermo Fisher Scientific. Customer Application Note 120: Determination of total petroleum hydrocarbons in rubble and soils by accelerated solvent extraction and GC-FID, 2016.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Dual injection for Hydrocarbon Oil Index (HOI) determination in water and soil with helium carrier gas conservation
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003254 Environmental Dual injection for Hydrocarbon Oil Index (HOI) determination in water and soil with helium carrier gas conservation Authors Goal Giuseppe Scollo , Giulia Riccardino , The aim of this application note is to demonstrate the…
Klíčová slova
blanks, blankstph, tphmin, minsoil, soilhoi, hoiinjection, injectionhydrocarbon, hydrocarboniconnect, iconnectoil, oilwash, washhelium, heliumgemini, geminiconfiguration, configurationindex, indextime
High Throughput Mineral Oil Analysis (Hydrocarbon Oil Index) by GC-FID using the Agilent Low Thermal Mass (LTMII) System
2011|Agilent Technologies|Aplikace
High Throughput Mineral Oil Analysis (Hydrocarbon Oil Index) by GC-FID using the Agilent Low Thermal Mass (LTM II) System Application Note Environmental Analysis Authors Abstract Frank David and Karine Jacq Cycle time for GC-FID analysis of mineral oil in environmental…
Klíčová slova
ltm, ltmoil, oilmineral, mineralautoinjection, autoinjectionfid, fidoven, ovenpeak, peakarea, areahydrocarbon, hydrocarbonsolutes, solutesresponse, responsedecane, decanefast, fastdramati, dramatiusing
High Throughput Mineral Oil Analysis (Hydrocarbon Oil Index) by GC-FID Using the Agilent Low Thermal Mass (LTM) System
2009|Agilent Technologies|Aplikace
High Throughput Mineral Oil Analysis (Hydrocarbon Oil Index) by GC-FID Using the Agilent Low Thermal Mass (LTM) System Application Note Authors Abstract Frank David Cycle time for gas chromatography-flame ionization detection analysis of mineral oil in Research Institute for Chromatography,…
Klíčová slova
ltm, ltmoil, oilmineral, mineralfid, fidprogram, programoven, ovenhydrocarbon, hydrocarbonpeak, peakalkane, alkanemotor, motorsolute, solutefast, fastdiesel, dieselarea, areadiscrimination
Ultrafast Total Petroleum Hydrocarbon Analysis by the Agilent 8850 GC with FID
2025|Agilent Technologies|Aplikace
Application Note Environmental Ultrafast Total Petroleum Hydrocarbon Analysis by the Agilent 8850 GC with FID Author Abstract Zhang Jie Agilent Technologies, Inc. In this work, an Agilent 8850 GC with a flame ionization detector (FID) was used for the ultrafast…
Klíčová slova
tph, tphalkanes, alkanesultrafast, ultrafastsoil, soilmineral, mineralevaluation, evaluationsuitability, suitabilityoil, oilperformance, performancetest, testsystem, systemtphs, tphsextracts, extractscalibrants, calibrantsgas