Non-discriminating pyrolysis - two-dimensional gas chromatography - time of flight mass spectrometry as the tool for the characterization of urban air particulate matter

• Autorzy: Parski Z. , Górecki T. , Dabek-Zlotarzynska E. , Ding L.

Warianty tytułu

PL

Niedyskryminująca piroliza w połączeniu z kompletną dwuwymiarową chromatografią gazową i spektrometrią mas czasu przelotu jako narzędzie do charakteryzowania pyły zawieszonego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Fine airborne particulate matter (PM[2.5]) is a complex mixture of organic and inorganic compounds. II has been shown that PM[2.5] has adverse health effects; therefore its characterization and speciation are very important. The combination of non-discriminating thermal desorption/pyrolysis with comprehensive two-dimensional gas chromatography (Py-GCxGC) and time-of-flight mass spectrometry (TOF-MS) can be a very useful technique for the characterization of PM[2.5] collected on quartz fiber filters. The coupling of the non-discriminating pyrolysis system with GCxGC provides the means for direct thermal desorption of volatile and semi-volatile compounds in airborne PM[2.5]. In addition, non-volatile analytes can be pyrolyzed to produce smaller, more analytically useful fragments. The system should be very helpful in identifying marker compounds from major emission sources and from secondary photochemical processes. It is well suited for group type separations with a concurrent increase in sensitivity, which improves the detail level of PM[2.5]organic chemical composition studies. The new approach requires much less material than other methods. In addition, it requires no sample preparation, therefore it is faster and more environmentally friendly.

PL

Frakcja PM[2.5] pyłu zawieszonego jest skomplikowaną mieszaniną związków organicznych i nieorganicznych. Dokładne scharakteryzowanie i analiza specjacyjna tej frakcji są bardzo ważne ze względu na jej udowodnione szkodliwe właściwości. W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań nad przydatnością połączenia technik niedyskryminującej pirolizy, kompletnej dwuwymiarowej chromatografii gazowej i spektrometrii masowej czasu przelotu (Py-GCxGC- TOF-MS) do scharakteryzowania frakcji PM[2.5] pyłu zawieszonego zebranej na filtrach z włókniny kwarcowej. Zastosowanie systemu do niedyskryminującej pirolizy jako metody wprowadzania próbki do chromatografu gazowego pozwala na bezpośrednią desorpcję termiczną lotnych i średnio lotnych związków zawartych we frakcji PM[2.5]. Dodatkową zaletą jest fakt, że związki nielotne mogą być poddane pirolizie, w wyniku której powstają mniejsze, bardziej lotne molekuły, pozwalające na uzyskanie dodatkowych informacji o próbce. Zaproponowany system powinien być bardzo pomocny przy identyfikacji związków chemicznych (markerów) charakterystycznych dla różnych źródeł emisji i dla fotochemicznych zanieczyszczeń wtórnych. Jest on szczególnie przydatny do analizy grupowej ze względu na uporządkowaną naturę chromatogramów dwuwymiarowych. Jednocześnie zapewnia on lepszą czułość w porównaniu z konwencjonalną jednowymiarową chromatografią gazową. Cechy te powinny umożliwić bardziej dogłębną charakterystykę frakcji PM[2.5] pyłu zawieszonego. Ilość próbki konieczna do przeprowadzenia analizy zaproponowaną metodą jest znacznie mniejsza niż w innych metodach stosowanych do tego celu, a przygotowanie próbki do analizy polega na jej wprowadzeniu do urządzenia do niedyskryminującej pirolizy. Cechy te powodują, że zaproponowana metoda jest dużo szybsza od innych i bardziej przyjazna środowisku naturalnemu.

Słowa kluczowe

EN

airborne particulate matter; non-discriminating pyrolysis; comprehensive two-dimensional gas chromatography; time-of-flight mass spectrometry

PL

pył zawieszony; niedyskryminująca piroliza; kompletna dwuwymiarowa chromatografia gazowa; spektrometria masowa czasu przelotu

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 12, nr 5-6
• Strony: 559--571
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., 6 rys., 2 tab.

Twórcy

autor

Parski Z.

• Department of Chemistry, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1

autor

Górecki T.

• Department of Chemistry, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1

autor

Dabek-Zlotarzynska E.

• Analysis and Air Quality Division, Environmental Technology Centre, Environment Canada, 335 River Road, Ottawa ON K1A0H3, Canada

autor

Ding L.

• Analysis and Air Quality Division, Environmental Technology Centre, Environment Canada, 335 River Road, Ottawa ON K1A0H3, Canada

• Department of Chemistry, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada N2L 3G1.

Bibliografia

• [1] Viidanoja J., Sillanp M., Laakia J., Kerminen V.M., Hillamo R., Aamio P. and Koskentalo T.: Atmos. Environ. 2002, 36, 3183-3193.
• [2] Russell M. and Allen D.T. : Atmos Environ. 2004, 38, 3225-3239.
• [3] Lammel G. and Novakov T.: Atmos. Environ. 1995, 29, 813-823.
• [4] Kelly G.W., Bartle K.D., Clifford A.A. and Scammells D.J.: Chromatogr. Sci. 1993, 31, 73-76.
• [5] Shimmo M., Anttila P., Hartonen K., Hy&tylainen T., Paatero J., Kulmala M. and Riekkola M.L.: J. Chromatogr. A 2004, 1022, 151-159.
• [6] Kallio M., Hyotylainen T., Lehtonen M., Jussila M., Hartonen K., Shimmo M. and Riekkola M.L.: J. Chromatogr. A 2003, 1019, 251-260.
• [7] Schauer J.J., Rogge W.F., Hildemann L.M., Mazurek M.A., Cass G., Simoniet B.R.T. and Schauer J.: Atmos. Environ. 1996, 30, 3837-3855.
• [8] Halsall C., Burnett V., Davis B., Jones P., Pettit C. and Jones K.C.: Chemosphere 1993, 26, 2185-2197.
• [9] Dyremark A., Westerholm R., 6vervik E. and Gustavsson J.A.: Atmos. Environ. 1995, 29, 1553-1558.
• [10] Lin J. and Lee C.L.: Atmos. Environ. 2004, 38, 2983-2991.
• [11] Dalltlge J., Beens J. and Brinkman U.A.Th.: J. Chromatogr. A 2003, 1000, 69-108.
• [12] Harynuk J., Gorecki T. and Panic O.: J. Sep. Sci. 2004, 27, 359-379.
• [13] Kueh A.J., Marriot P.J., Wynne P.M. and Vine J.H.: J. Chromatogr. A 2003, 1000, 109-124.
• [14] Lewis A.C., Carslaw N., Marriott P.J., Kinghom R.M., Morrison P., Lee A.L., Bartle K.D. and Pilling M.J.: Nature 2000, 405, 778-781.
• [15] Kallio M., Hyotylainen T., Jussila M., Hartonen K., Palonen S., Shimmo M., Riekkola M.L.: Anal. Bioanal. Chem. 2003, 375, 725-731.
• [16] Kallio M., Hyotylainen T., Lehtonen M., Jussila M., Hartonen K., Shimmo M. and Riekkola M.L.: J. Chromatogr. A 2003, 1019, 65-77.
• [17] Gorecki T. and Poerschmann J.: Anal. Chem. 2001, 73, 2012-2017.
• [18] Parsi Z., Gorecki T. and Poerschmann J.: J. Anal. Appl. Pyrolysis 2005, 74, 11-18.
• [19] Harynuk J. and Gorecki T.: J. Chromatogr. A 2003, 1019, 53-63.
• [20] Harynuk J. and Gorecki T., A flow model for coupled column GC systems, J. Chromatogr. A, 2005, 1086(1-2), 135-140).
• [21] Pursch M., Sun K., Winniford B., Cortes H., Weber A., McCabe T. and Luong J.: Anal. Bioanal. Chem. 2002, 373, 356-367.
• [22] Ong R.C.Y. and Marriott P.J.: J. Chromatogr. Sci. 2002, 40, 276-291.
• [23] Beens J., Blomberg J. and Schoenmakers P.J.: J. High Resol. Chromatogr. 2000, 23, 182-188.
• [24] Venkatramani C.J., Xu J. and Phillips J.B.: Anal. Chem. 1996, 68, 1486-1492.
• [25] Welthagen W., Schnelle-Kreis J. and Zimmermann R.: J. Chromatogr. A 2003, 1019, 233-249.