GC-IRMS: Tracing pollutants in soil and sediment using carbon isotope fingerprint

Význam tématu

Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAHs) představují trvalé organické znečišťující látky s toxickými a karcinogenními účinky. Rozlišení jejich původu je klíčové pro hodnocení ekologických rizik i identifikaci zdrojů znečištění v půdách a sedimentech.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat využití metody GC-IRMS založené na stanovení poměru stabilních uhlíkových izotopů (δ13C) pro odlišení pyrogenních a petrogenních PAH. Studie ukazuje aplikaci metody na vzorcích sedimentů z čerstvovodního jezera.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek sedimentu byl analyzován na systému Thermo Scientific GC IsoLink II IRMS v kombinaci s TRACE 1310 GC a DELTA V spektrometrem. Vzorku o objemu 1 μl byl aplikován splitless režimem s heliovým nosičem (1,4 ml/min). Chromatografická separace proběhla na TraceGOLD TG-5MS kolóně, následnou konverzi na CO2 zajišťovala konverzní jednotka GC IsoLink II.

Hlavní výsledky a diskuse

Izotopické hodnoty δ13C PAH v sedimentu byly výrazně depleovány (např. perylen −27,8 ‰, friedelin −30,8 ‰) ve srovnání se standardy (−24,3 ‰ a −28,8 ‰). Tyto hodnoty jsou v rozmezí odpovídajícím pyrogenním zdrojům, zatímco petrogenní PAH vykazují méně negativní δ13C.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost spolehlivého rozlišení zdrojů PAH (pyrogenní versus petrogenní).
• Vhodné pro monitorování znečištění v půdách, sedimentech i vodách.
• Podpora forenzní analýzy v environmentálních studiích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj metodiky může zahrnovat kombinaci s dalšími heteroatomovými izotopy (H, N, O) pro komplexnější fingerprinting. Integrace s vysoce rozlišovacími chromatografickými technikami a multivariátními analýzami umožní detailnější určení zdrojů a degradace PAH v různých prostředích.

Závěr

Metoda GC-IRMS na bázi 13C izotopových otisků účinně odlišuje pyrogenní a petrogenní PAH v komplexních environmentálních vzorcích. Systém GC IsoLink II IRMS přináší rychlou, automatizovanou a vysoce přesnou analýzu, což zvyšuje efektivitu monitoringu a forenzní identifikace znečištění.

Reference

1. Okuda T, Kumata H, Naraoka H, Takada H. Organic Geochemistry 33, 1737–1745 (2002).
2. O’Malley VP, Abrajano TA Jr, Hellou J. Organic Geochemistry 21, 809–822 (1994).
3. McRae C, Love GD, Murray IP, Snape CE, Fallick AE. Analytical Communications 33, 331–333 (1996).
4. Elsner M, Jochmann MA, Hofstetter TB, Hunkeler D, Bernstein A, Schmidt TC. Analytical and Bioanalytical Chemistry 402, 2471–2491 (2012).