Determination of volatile organic compounds (VOCs) in water and soil using solid phase microextraction

Wypych, J.; Mańko, T.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Determination of volatile organic compounds (VOCs) in water and soil using solid phase microextraction

Autorzy

Wypych J. , Mańko T.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://beta.chem.uw.edu.pl/chemanal/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Oznaczanie lotnych związków organicznych w wodzie i glebie za pomocą mikroekstrakcji do fazy stałej

Języki publikacji

Abstrakty

This report summarises studies of simultaneous determination of some volatile organic compounds including aromatic hydrocarbons (BTEX), light aliphatic hydrocarbons (C(5)-C(8)) and their halogen derivatives in water, soils and wastes by HS-SPME/GC/MS (Headspace Solid Phase Microextraction/Gas Chromatography/Mass Spectrometry). It has been proven that under the same conditions for the analysed compounds greater micro-extraction recovery is reached from a gaseous phase than from a liquid one. An impact of several salting out agents on the increase of concentration of the determined compounds in the headspace has been examined. It has been discovered that the most effective agent is sodium sulfate. Adsorption process from the gaseous phase to the moment of reaching equilibrium has been examined for the analysed compounds and for some SPME fibres. The adsorption time varied from several minutes in the case of low-molecular compounds such as pentane to 30 min in the case ofŤ-butylbenzene, at the desorption time of 5 min. A temperature program for capillary column DB-624 and working parameters for the mass spectrometer have been optimised. The linear range for a selected 100 um PDMS fibre and the applied GC/MS technique was from 0.05 to 100 ug L(-1), method detection limit varied depending on the analysed substance from 0.05 to 0.7 ug L(-1) for water and from 0.003 to 0.040 mg kg(-1) for soils. Standard recovery from surface water determined with 100 um PDMS fibre varied from 90 to 110% and from sewage or soils and wastes — from 75 do 118%. While using GC equipped with BCD detector the linear range of the method for halogen derivatives was from 0.002 to 1.000 ug L(-1) and the MDL varied from 0.0035 to 0.0092 ugL(-1).

Przedstawiono chromatograficzną metodę równoczesnego oznaczania lotnych związków organicznych, a wśród nich: homologów benzenu (BTEX), lekkich węglowodorów alifatycznych (C(5)-C(8)) i ich chlorowcopochodnych w wodach, gruntach i odpadach z wykorzystaniem techniki mikroekstrakcji do fazy stałej (SPME). Wykazano, że w tych samych warunkach, większą wydajność mikroekstrakcji uzyskuje się z fazy gazowej niż z fazy ciekłej. Przebadano wpływ kilku czynników wysalających na wzrost stężenia oznaczanych związków w fazie nadpowierzchniowej i wykazano, że najskuteczniejszym z nich jest siarczan sodu. Przebadano przebieg adsorpcji badanych związków z fazy gazowej aż do momentu osiągnięcia stanu równowagi jak i kilka rodzajów włókien SPME. Czasy adsorpcji wynosiły od kilku minut w przypadku związków malocząsteczkowych jak np. pentanu, do 30 min w przypadku Ť-butylobenzenu. Czas desorpcji przyjęto 5 min. Dobrano program temperaturowy dla kolumny kapilarnej DB-624, a także parametry pracy spektrometru mas. Zakres liniowości dla włókna 100 um PDMS i zastosowanej techniki GC/MS wynosił od 0.05 do 100 ug L(-1), granica wykrywalności metody wahała się w zależności od badanej substancj i od 0.05 do 0.7 ug L(-1) dla wód i od 0.003 do 0.040 mg kg1 dla gruntów. Wielkość odzysku wzorca z wód powierzchniowych określona przy użyciu włókna 100 um PDMS wynosiła od 90 do 110% natomiast ze ścieków lub gruntów i odpadów od 75 do 118%. Zakres liniowości metody dla związków chlorowcoorganicznych przy zastosowaniu chromatografu z detektorem ECD wynosił od 0.002 do 1.000 ug L(-1), a granica wykrywalności metody wahała się od 0.0035 do 0.0092 ug L(-1).

Słowa kluczowe

solid phase microextraction volatile organic compounds gas chromatography mass spectrometry

mikroekstrakcja do fazy stałej związki organiczne lotne chromatografia gazowa spektrometria masowa

Wydawca

Komitet Chemii Analitycznej PAN

Czasopismo

Chemia Analityczna

Rocznik

2002

Tom

Vol. 47, No. 4

Strony

507--530

Opis fizyczny

Bibliogr. 64 poz.

Twórcy

autor

Wypych J.

Institute for Ecology of Industrial Areas, ul. Kossutha 6, 40-844 Katowice

autor

Mańko T.

man@ietu.katowice.pl

Institute for Ecology of Industrial Areas, ul. Kossutha 6, 40-844 Katowice

Bibliografia

1. Regulation of the Ministry of Health and Social Welfare dated 4 September 2000 on conditions specified for potable water and water for household use - Dz.U. No. 82, clause 937, (in Polish).
2. Pawliszyn J., Solid Phase Microextraction: Theory and Practice, Wiley-VCH, Toronto 1997.
3. Applications of Solid Phase Microextraction [Pawliszyn J., Ed.], The Royal Society of Chemistry, Cambridge 1999.
4. Scheppers-Wercinski S.A., Solid Phase Microextraction: A Practical Guide, Marcel Dekker, New York 1999.
5. Gorlo D., Wolska L., Zygmunt B. and Namieśnik J., Talanta, 44, 1543 (1997).
6. Belardi R.P. and Pawliszyn J., Water Pollut. Res. J. Canada, 24, 179 (1989).
7. Pawliszyn J., J. Chromatogr. Sci., 38, 270 (2000).
8. Chai M., Arthur C.L., Pawliszyn J., Belardi R. and Pratt, K., Analyst, 118, 1501 (1993).
9. Nilsson T., Pelusio F., Montanarella L., Larsen B., Facchetti S. and Madsen J.O., J. High Resolut. Chromatogr., 18, 617 (1995).
10. Thomas S.P., Sri Ranjan R., Webster G.R.B. and Sarna L.P., Environ. Sci. Technol., 30, 1521 (1996).
11. Popp P. and Paschke A., Chromatographia, 46, 419 (1997).
12. Nilsson T., Montanarella L., Baglio D., Tilio R., Bidoglio G. and Facchetti S., Int. J. Environ. Anal. Chem., 69, 217 (1998).
13. Shirey R.E., J. Chromatogr. Sci., 38, 109 (2000).
14. Czerwinski J., Zygmunt B.and Namieśnik J., Fresenius Environ. Bull., 5, 55 (1996).
15. Chen M.L., Mao I.F. and Hsu C.C., Toxicol. Environ. Chem., 60, 39 (1997).
16. Cancho B., Ventura, F. and Galceran M.T., J. Chromatogr. A, 841, 197 (1999).
17. Luks-Betlej K. and Bodzek D., Chem. Anal. (Warsaw), 45, 45 (2000).
18. Guo F., Górecki T., Irish D. and Pawliszyn J., Anal. Commun., 33, 361 (1996).
19. Chen J. and Pawliszyn J., Anal. Chem., 67, 2530 (1995).
20. Ligor M. and Buszewski B., Pol. J. Environ. Stud., 6, 5 (1997).
21. ASTM Test Method D6520-00, Standard Practice for the Solid Phase Micro Extraction (SPME) of Water and its Headspace for the Analysis of Volatile and Semi-Volatile Organic Compounds.
22. Shoemaker J.A., Munch J.W. and Behymer T.D., J. Exp. Anal. Environ. Epidem., 9, 181 (1999).
23. Pörschmann J., Kopinke F.D. and Pawliszyn J., J. Chromatogr. A, 816, 159 (1998).
24. Urrestarazu Ramos E., Meijer S.N., Vaes W.H.J., Verhaar H.J.M. and Hermens J.L.M., Environ. Sci. Technol., 32, 3430 (1998).
25. Oomen A.G., Mayer P. and Tolls J., Anal. Chem., 72, 2802 (2000).
26. Rogers H.R. and Comber S.D.W., Chemosphere, 37, 1413 (1998).
27. Catherine C.L., Killam L.M., Buchholz K.D., Pawliszyn J. and Berg J.R., Anal. Chem., 64, 1960 (1992).
28. Verhoeven H., Beuerle T. and Schwab W., Chromatographia, 46, 63 (1997).
29. Wang Z., Xiao C. and Wu H., J. Chromatogr. A, 893, 157 (2000).
30. Kataoka H., Lord H.L. and Pawliszyn J., J. Anal. Toxicol., 24, 257 (2000).
31. Frazey P.A., Barkley R.M. and Sievers R.E., Anal. Chem., 70, 638 (1998).
32. Porschmann J., Kopinke F.D. and Pawliszyn J., J. Chromatogr. A, 816, 159 (1998).
33. Sukola K., Koziel J., Augusto F. and Pawliszyn J., Anal. Chem., 73, 13 (2001).
34. Santos F.J. and Galceran M.T., J. Chromatogr. A, 742, 181 (1996).
35. James K.J. and Stack M.A., J. High Resolut. Chromatogr., 19, 515 (1996).
36. Santos F.J., Sarrion M.N. and Galceran M.T., J. Chromatogr. A, 771, 181 (1997).
37. Dermietzel J. and Strenge G., Fresenius J. Anal. Chem., 364, 645 (1999)
38. Cam D., Gagni S., Meldolesi L. and Galletti G., J. Chromatogr. Sci., 38, 55 (2000).
39. Llompart M., Li K. and Fingas M., Talanta, 48, 451 (1999).
40. Šeduikiene I., Vičkačkaite V. and Kazlauskas R., Chem. Anal. (Warsaw), 45, 835 (2000).
41. Ganzler K., Salgo A. and Valko K., J. Chromatogr. A, 371, 299 (1986).
42. Ganzler K., Szinai I. and Salgo A., J. Chromatogr. A, 520, 257 (1990).
43. Wang Y., Khaled M., Bonilla M. and McNair, H.M., J. High Resol. Chromatogr., 20, 213 (1997)
44. Hernandez F., Beltran J., Lopez F.J., and Gaspar J.V., Anal. Chem., 72, 2313 (2000).
45. Weinnrich L., Popp P. and Moeder M., Anal. Chem., 72, 546 (2000).
46. DESRT, Enhaced bioremediation and near-real-time monitoring of contaminated soils, Final Report by Analytical Service Laboratories Ltd., Wastewater Technology Centre of Environment, Lands and Parks and Environment, Canada, Grace Dearborn Inc., October 31 (1995).
47. U.S. EPA SW-846 Method 5035 Closed-System Purge-and-Trap and Extraction for Volatile Organics in Soil and Waste Samples, Revision 0, December 1996.
48. U.S. EPA SW-846 Method 5021 Volatile Organic Compounds in Soils and Other Solid Matrices Using Equilibrium Headspace Analysis, Revision 0, December 1996.
49. U.S. EPA SW-846 Method 5035 Closed-System Purge-and-Trap and Extraction for Volatile Organics in Soil and Waste Samples, Revision 0, December 1996.
50. Prosen H. and Zupančič-Kralj L., Acta Chim. Slov., 45, 1 (1998).
51. Berg J.R., Anal. Chem., 64, 1960 (1992).
52. Zhang Z., Yang M. and Pawliszyn J., Anal. Chem., 66, 844A (1994).
53. Pan L., Adams M. and Pawliszyn J., Anal. Chem., 67, 4396 (1995).
54. Dewulf J., Van Langenhove H. and Everaert M., J. Chromatogr. A, 761, 205 (1997).
55. Jávorszky E., Molnár E., Torkos K. and Borossay J., Chromatographia, 51, 328 (2000).
56. Mac Gillivray B. and Pawliszyn J., J. Chromatogr. Sci., 32, 317 (1994).
57. Buchholz K.D. and Pawliszyn J., Anal. Chem., 66, 160 (1994).
58. Morcillo Y., Cai Y. and Bayona J.M., J. High Resolut. Chromatogr., 18, 767 (1996).
59. U.S. EPA, Guidelines establishing test procedures for the analysis of pollutants, Appendix. B to Part 136, Definition and procedure for the determination of the method detection limit, Revision 1.11, U.S. Code of Federal Regulations, Title 40, Washington D.C. 1992.
60. Polish Inspection of Environmental Protection, Methodical Guidelines for the Assessment of Soil and Water Contamination with Petroleum Products and Other Chemical Substances in Reclamation Processes, Warsaw 1994, Poland (in Polish).
61. Kostecki P.T. and Calabrese E.J., Hydrocarbon Contaminated Soils and Groundwater, Lewis, Chelsea, MI, (1991), p.162 .
62. Amaral O.C. and Olivella L., J. Chromatogr. A, 675, 177 (1994).
63. Gobel R., Krska R. and Keller R., Appl. Spectrosc., 48, 678 (1994).
64. Łukasik K., Dziewięcka B. and Wypych J., Determination of Petroleum Compounds in Environmental Samples. Materials of the 4th All-Polish Chromatographic Seminar: Chromatography and Other Separation Techniques in Eco-Analytics, Toruñ, 16-19 September 1997, Poland.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPP1-0030-0084