ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD

Prezentace na téma: "ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD"— Transkript prezentace:

1 ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD
JAN TŘÍSKA ÚSBE AV ČR, ČESKÉ BUDĚJOVICE (PŘEHLED LITERATURY)

2 se zavedenou membránou
TĚKAVÉ MÁLO TĚKAVÉ POLÁRNÍ Rozdělování mezi vodu a plynnou fázi Rozdělování mezi vodu a Kombinace stávajících metod Head space Org. rozpouštědlo LLE Tuhou fázi SPE Purge a trap Stripování v uzavřené smyčce Kontinuální Jednorázová Dynamická Statická Sprejová extrakce Membránová extrakce dutým vláknem Hm. spektrometrie se zavedenou membránou Vakuová destilace GC-MS SPE mikroextrakce LLE mikroextrakce Přímý vodný nástřik Destilace extrakce

3

4 HEAD SPACE =

5 MEMBRÁNOVÁ EXTRAKCE DUTÝM VLÁKNEM

6 MEMBRÁNOVÁ EXTRAKCE DUTÝM VLÁKNEM

7 MEMBRÁNOVÁ EXTRAKCE DUTÝM VLÁKNEM

8 KAPALINOVÁ EXTRAKCE

9 Miscibility of solvents
Miscible if the two solvents can be mixed in all proportions without forming two phases

10 Solubility water/organic solvents

11 PASIVNÍ VZORKOVÁNÍ (LLE)

12 PASIVNÍ VZORKOVÁNÍ (SPE)
c … průměrná koncentrace analytu ve vodném prostředí [g.ml-1] M… množství látky zachycené na disku [g] L … délka difuzní dráhy [cm] D … molekulární difuzivita [cm2.s-1] A … celkový průřez disku [cm2] t … celkový čas vzorkování [s]

13 EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI (SOLID PHASE EXTRACTION) HLAVNÍ KROKY
Aktivace sorbentu (methanol) Destilovaná voda Vzorkování Sušení?! Čištění extraktu – eluce slabším rozpouštědlem Eluce analytu methanolem Instrumentální koncovka

14 EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI (SOLID PHASE EXTRACTION)

15 Solid Phase Extraction - SPE

16 Solid Phase Extraction - SPE
Separation of analytes: The elution can be done in several steps with different solvents to separate analytes into groups, e.g. aromatic end aliphatic compounds Simple purification: Only interfering compounds are retained and the analytes pass the column unchanged Solvent exchange: Water can be extracted and eluted by methanol Preconcentration of analytes: 1000 ml can be extracted and eluted by 1 ml – 1000 times preconcentration

17 Solid Phase Extraction - SPE
Breakthrough is easy to test by using 2 SPE-columns in series and checking how much is collected on the second column (should be nil) More than one type of SPE-sorbent can be used in the same extraction: Blended particles in the same unit Layered particles in the same unit Stacked units

18 Solid phases for SPE Most materials are bonded phases attached covalently to big porous silica particles (o.d.  50 m surface 500 m2g-1) Non-polar sorbents (reversed phase): C18 – C8 – C6 – C4 – C2 Cyclohexyl Phenyl Cyanoprolyl Polar sorbents (normal phase): Cyanopropyl Bare Silica Diol Aminoalkyl Ion exchange sorbents: SAX Strong Anion eXchanger SCX Strong Cation eXchanger Weak anion- and cation exchangers Endcapped sorbents: accessible –SiOH are reacted with trimethyl silane less polar and less general

19 EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI (SOLID PHASE EXTRACTION)

20 EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI (SOLID PHASE EXTRACTION)

21 SPE – Modes and eluents Change of sample polarity:
dilute with appropriate solvent exchange solvent by SPE

22 Solid phases for SPE

23 DETEKČNÍ LIMIT METODY M D M ... minimální detekovatelná hmotnost [ng]
Vf konečný objem extraktu [L] Vs objem extrahovaného vzorku [L] Va nastřikovaný objem [L] M D L detekční limit metody [ng/L]

24 BDA BIOASSAY DIRECTED ANALYSIS

25 KONTINUÁLNÍ EXTRAKCE KAPALINOU

26

27 EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI (EXTRAKČNÍ DISKY)

28 Solid Phase Micro-Extraction - SPME
Metal rod Sorption of analytes: In situ extraction from headspace or liquid samples 1-60 min NO SOLVENTS USED ! Protecting metal tube Thermal desorption: Splitless injection in GC (Interface for HPLC are known) Silica fiber Solid sorbent coating 1 cm 100 m m

29 MIKROEXTRAKCE NA TUHOU FÁZI (SOLID PHASE MICROEXTRACTION)

30 Solid Phase Micro-Extraction - SPME

31 SPME extraction n: Amount extracted (moles)
Kfs: Equilibrium constant fiber – sample Vf: Volume of fiber Vs: volume of sample Co: Concentration of sample

32 SPME kinetics  There is a boundary layer of thickness  Bulk conc.
 depends on the amount of stirring Bulk conc. 0 a b distance Normally extraction is stopped before equilibrium is reached Sampling time and stirring must then be constant

33 SPME coatings 100 – 30 – 7 m Polydimethylsiloxan – PDMS – are the most common fibres For PDMS

34 DESTILACE - EXTRAKCE

35 METODY U.S. EPA VYUŽÍVAJÍCÍ P  T TECHNIKU
U.S.EPA METODA DETEKCE MDL (ppb) Těkavé halogen Náplňová kolona  ,05 deriváty uhlovodíků Hallův detektor Těkavé organické Kapilární kolona ,01 - 3 látky PID + detektor spec. na halogender. Těkavé organické Náplňová/PID , ,04 látky, aromáty a nenasycené uhl. Těkavé organické Náplňová/MS ,01 - 2 látky Těkavé organické Kapilární/MS ,02 - 0,35

36 METODA ANALYT POZNÁMKA MDL (ppb)
,2-dibromethan ml hexanu na 35 ml vody 1,2-dibrom-3-chlor- GC-ECD ,01 propan Organochlorové ml hexanu na 35 ml vody pesticidy, PCB GC-ECD , Estery kyseliny ml DCM (2x) + 40 ml , ,8 ftalové a adipové hexanu, GC-PID Estery kyseliny C18 1 g patronka ,8 - 11 ftalové a adipové mm disk Pesticidy s atomy ml DCM (2x) , N a P GC-NPD Chlorované pesticidy ml DCM (2x) , GC-ECD 508A PCB screening ml DCM (2x)  0,5

37 513 2,3,7,8-tetrachloro- 60 ml DCM (3x) 20 - 2 000 ppq
dibenzo-p-dioxin GC-MS ,3,7,8-TCDD C18 47 mm disk ppq Chlorované kyseliny ml ethylether ,02 - 1,3 derivatizace , GC-ECD Chlorované kyseliny PSDVB disk 47 mm ,1 - 1 Málotěkavé C18 1 g patronka , organické látky mm disk Endothall Biorex Diquat, paraquat C mg patronka ,44 Polyaromatické ml DCM (2x) , ,3 uhlovodíky HPLC-UV a fluorescence

38 550.1 Polyaromatické C18 1 g patronka 0,004 - 2,2
uhlovodíky mm disk Vedlejší produkty ml methyl-t-butylether , ,092 chlorace pitné vody na 35 ml vzorku, GC-ECD Halogenoctové ml methyl-t-butylether 0, ,32 kyseliny (2x), GC-ECD Halogenoctové AG-1-X ,1 - 0,5 kyseliny, Dalapon Benzidiny, pesticidy ml DCM (2x) obsahující atomy N C18 (1g) patronka C mm disk Karbonylové C18 (3x500mg) patronka sloučeniny

39 SPME VOCs, SVOCs ppt 1 - 12% nízk
POROVNÁNÍ EXTRAKČNÍCH TECHNIK TECHNIKA APLIKACE NA DETEKČNÍ PŘESNOST NÁKLADY LIMIT (MS) ___________________________________________________________________ P  T VOCs, polární VOCs ppb % vyšší CLS VOCs ppt % vyšší Headspace VOCs ppb % nízké LLE SVOCs ppt % vyšší SPE SVOCs, polarní Ocs ppt % střední SPME VOCs, SVOCs ppt % nízk MIMS VOCs, polární VOCs ppb vysoké Membránová VOCs, polární VOCs ppb % vysoké permeační extr.

40 MIKROEXTRAKCE KAPALINOU

41 EXTRAKCE POLÁRNÍM ROZPOUŠTĚDLEM (MÍSITELNÝM S VODOU)