An Improved Method for Diesel Fractionation Following the Revised Massachusetts EPH Guidelines

Význam tématu

Úniky pohonných hmot z podzemních skladovacích nádrží představují trvale ohrožující faktor životního prostředí. Přesná identifikace a kvantifikace alifatických a aromatických složek v půdách a vodách je klíčová pro stanovení toxikologického rizika a volbu vhodných sanačních postupů.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři představují vylepšenou metodu frakcionace dieselového paliva podle revidovaných směrnic státu Massachusetts pro stanovení extractable petroleum hydrocarbons (EPH). Hlavním cílem bylo snížit dobu přípravy vzorku a minimalizovat kontaminaci plastickými přísadami při zachování vysokých a reprodukovatelných výtěžností.

Použitá metodika a instrumentace

Pro frakcionaci byl použit sorbent Strata® EPH v cartridgích (5 g/20 mL), který byl před analýzou premyt hexanem. Do SPE sloupku se načetlo standardní směsné EPH referenční látky (0, 5 a 50 ppm). Frakcionace probíhala v triplikátu:

• Alifatická frakce eluována 11 mL hexanu.
• Aromatická frakce eluována 20 mL methylenchloridu.

Eluáty byly koncentrovány na 1 mL a analyzovány GC–FID.
Analyticky sloužil plynový chromatograf vybavený kolonkou Zebron ZB-5ms (30 m × 0,32 mm × 0,25 µm), využívající fázové složení 5 % fenyl–95 % dimethylpolysiloxan. Program teploty: 60 °C (1 min), rampou 8 °C/min do 290 °C (6,75 min). Injektor 280 °C, splitless 2 µL, nosič He při 3 mL/min, detektor 315 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Strata EPH umožnila dvojnásobné zvýšení průtoku a zkrácení doby analýzy z ~50 min na ~26 min na vzorek, čímž se produktivita laboratorního provozu zvýšila o 50 %. Současně klesla kontaminace BHT (z 75 ppm u konvenčních sloupků na <40 ppm).
Výtěžnosti alifatických složek (C9–C36) dosahovaly 88–112 % (RSD < 8 %), aromatické frakce 67–98 % (RSD < 14 %). Průlom naphthalenu a 2-methylnaphthalenu do alifatické frakce byl měřen 3,6 % a 2,9 %. Veškeré cílové sloučeniny byly zcela rozlišeny od vnitřních standardů i od sebe navzájem, splněny byly požadavky baseline resolution i kritéria pro toleranci valley height.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlejší zpracování vzorků a vyšší průtoky při zachování výtěžnosti.
• Nižší kontaminace plastickými přísadami (BHT).
• Robustní frakcionace alifatických a aromatických uhlovodíků pro toxikologické hodnocení.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další optimalizace sorbentů pro rozšíření rozsahu analyzovatelných sloučenin, automatizace SPE procesů a nasazení metodiky v monitoringu rozsáhlých kontaminací. Vývoj GC fází s vyšší selektivitou by mohl dále zlepšit separaci izomerů PAH.

Závěr

Navržený postup s využitím Strata EPH a kolonek Zebron ZB-5ms splňuje požadavky revidovaných směrnic MAEPH3, zefektivňuje laboratořskou práci a poskytuje spolehlivé, reprodukovatelné výsledky pro hodnocení rizika petrochemických znečištění.

Reference

1. FY 2005 Semi-Annual Mid-Year Activity Report. U.S. Environmental Protection Agency, 2005.
2. Method For The Determination of Extractable Petroleum Hydrocarbons (EPH). Massachusetts Department of Environmental Protection, Revision 1.1, May 2004.
3. Leaking Underground Storage Tanks, Boulder Area Sustainability Information Network. BCN Boulder, dostupné online.