Cromatografia a gas per la determinazione di 12 idrocarburi aromatici volatili nel suolo

Gli idrocarburi aromatici volatili presenti nel suolo (come 12 inquinanti tipici tra cui benzene, toluene, xilene e clorobenzene) provengono principalmente da attività umane quali le emissioni industriali,fuoriuscite di petrolioQuesti composti presentano notevoli caratteristiche di tossicità, persistenza e bioaccumulazione e possono essere trasmessi attraverso la catena alimentare.che costituiscono una minaccia diretta per la sicurezza dei prodotti agricoli e la salute umana, con determinati rischi di carcinogenicità e teratogenicità.

This article references the standard method "Soil and Sediment—Determination of Volatile Aromatic Hydrocarbons—Headspace/Gas Chromatography" (HJ 742-2015) and utilizes the Wayeal’s gas chromatograph GC6100, dotato di un rivelatore FID e di un campionatore automatico per il rilevamento di idrocarburi aromatici volatili nel suolo.

Parole chiave:Idrocarburi aromatici volatili; spazio di testa; cromatografia a gas; rivelatore FID; suolo

1Metodo sperimentale

1.1 Configurazione dello strumento

Tabella 1 Elenco delle configurazioni del sistema di cromatografia a gas

1.2 Materiali sperimentali e attrezzature ausiliarie

Soluzione di riserva standard (1000 μg/ml) di 12 idrocarburi aromatici volatili: materiale di riferimento certificato acquistato esternamente, conservato a prova di luce,condizioni di tenuta all'aria a temperature inferiori a 4°C per la refrigerazione.

Metanolo: grado cromatografico.

Cloruro di sodio: grado di reagente garantito (cucinato a 400 °C in un forno a muffle per 4 ore prima dell'uso, raffreddato a temperatura ambiente in un essiccatore,e poi conservati in una bottiglia di vetro macinato per un uso successivo).

Acido fosforico: grado GR

Sabbia di quarzo: grado di reagente analitico, maglia 20 ̊50

Agitatore reciproco: frequenza di oscillazione 150 tempi/minuto;

Equilibrio analitico.

gas portante: azoto di alta purezza;

generatore di idrogeno;

generatore d'aria;

campionatore completamente automatizzato dell'area della testa: accuratezza di controllo della temperatura di ±1°C;

Flaconcini per la testa: Flaconcini per la testa di vetro (20 ml).

1.3 Condizioni di prova

1.3.1 Condizioni di riferimento per il campionatore dell'area di testa

Temperatura di riscaldamento e di equilibrio: 85°C

Tempo di riscaldamento e di equilibrio: 50 min.

Temperatura della valvola di iniezione: 100°C

Temperatura della linea di trasferimento: 110°C

Volume di iniezione: 1,0 ml (circuito di campionamento).

1.3.2 Condizioni di riferimento per il cromatografo a gas

Colonna cromatografica: colonna capillare a cera, 30 m × 0,32 mm × 0,5 μm.

Programma di temperatura: temperatura iniziale della colonna di 35°C mantenuta per 6 minuti; riscaldata a 150°C ad una velocità di 5°C/min e tenuta per 5 minuti; successivamente riscaldata a 200°C a 20°C/min e tenuta per 5 minuti.

Flusso della colonna: 1 ml/min

Temperatura della porta di iniezione: 250°C

Temperatura del rivelatore: 250°C

Flusso d'aria: 300 ml/min

Flusso di idrogeno: 40 ml/min

Flusso del trucco: 10 ml/min

Iniezione a divisione: rapporto di divisione 5:1

1.4 Preparazione della soluzione

1.4.1 Soluzione satura di cloruro di sodio

Misurare 500 ml di acqua ultrapura, regolare il pH a ≤2 utilizzando acido fosforico, aggiungere 180 g di cloruro di sodio, dissolvere e mescolare accuratamente. Conservare in un ambiente protetto dalla luce a 4°C.

1.4.2 Soluzioni di lavoro standard lineari

Misurare separatamente 25μL, 50μL, 100μL, 250μL e 500μL della soluzione di base standard di idrocarburi aromatici volatili (1000μg/mL) in bombolette volumetriche da 5 ml preriempite con una piccola quantità di metanolo.Quindi diluire al volume con metanolo per ottenere soluzioni standard con concentrazioni di 5μg/mL, 10μg/mL, 20μg/mL, 50μg/mL e 100μg/mL rispettivamente. Aggiungere 2 g di sabbia di quarzo, 10 ml di soluzione satura di cloruro di sodio,e 10μL di ciascuna delle suddette soluzioni lineari standard di lavoro in sequenza in cinque flaconcini a testaQuesta preparazione produce una serie di curve di calibrazione a cinque punti con masse di composto target di 50 ng, 100 ng, 200 ng, 500 ng e 1000 ng, rispettivamente.

2Risultati e discussione

2.1 Analisi qualitativa delle norme di riferimento

Figura 1 Cromatogramma in bianco

Fig. 2 Cromatogramma di idrocarburi aromatici volatili Soluzione standard (500 ng)

Tabella 2 Parametri cromatografici delle soluzioni standard di idrocarburi aromatici volatili (500 ng)

Nota: Come mostrato nel cromatogramma sopra riportato, la risoluzione tra i picchi cromatografici di tutti i composti volatili di idrocarburi aromatici supera 1.5, che soddisfano i requisiti di analisi sperimentale.

2.2 Lineare

Fig 3 Standard Curves and Correlation Coefficients of Volatile Aromatic Hydrocarbons

Note: The standard working curve for the volatile aromatic hydrocarbons tested in this analysis was constructed at mass levels of 50ng, 100ng, 200ng, 500ng, and 1000ng. All components showed excellent linearity with correlation coefficients exceeding 0.999, meeting the requirements for experimental analysis.

2.3 Precision

Figura 3 Curve standard e coefficienti di correlazione degli idrocarburi aromatici volatili

Nota: la curva di lavoro standard per gli idrocarburi aromatici volatili testati nella presente analisi è stata costruita a livelli di massa di 50 ng, 100 ng, 200 ng, 500 ng e 1000 ng.Tutti i componenti hanno mostrato un'eccellente linearità con coefficienti di correlazione superiori a 0.999, che soddisfano i requisiti di analisi sperimentale.

2.3 Precisione

Fig. 4 Cromatogramma di idrocarburi aromatici volatili Soluzione standard (50ng)

Fig. 5 Cromatogramma di idrocarburi aromatici volatili Soluzione standard (200ng)

Figura 6 Cromatogramma di idrocarburi aromatici volatili Soluzione standard (1000 ng)

Tabella 3 Parametri della cromatografia di precisione

Nota: sono state eseguite sei analisi ripetute per campioni di idrocarburi aromatici volatili a livelli di massa di 50 ng, 200 ng e 1000 ng. Le deviazioni standard relative (RSD) sono state nell'intervallo dello 0,6~3,2%.,Le deviazioni relative dei picchi cromatografici per tutti i composti sono state conformi ai requisiti standard.

2.4 Limite di rilevamento

Figura 7 Cromatogramma del limite di rilevazione della soluzione (50ng)

Tabella 4 Metodo LOD e limite inferiore di determinazione per ciascun componente di idrocarburi aromatici volatili.

La soluzione standard di idrocarburi aromatici volatili (50 ng) è stata iniettata ripetutamente otto volte.i limiti di rilevazione del metodo per i 12 idrocarburi aromatici volatili vanno da 00,7 μg/kg a 3,0 μg/kg e i limiti inferiori di determinazione vanno da 2,8 μg/kg a 12,0 μg/kg, tutti conformi ai requisiti normativi.

2.5 Esame dei campioni

Fig. 8 Cromatogramma del campione di suolo

Pesare 2 g di campione in un flaconcino a testa, aggiungere immediatamente 10,0 ml di soluzione satura di cloruro di sodio e sigillare immediatamente.Agitare il flaconcino su un agitatore a 150 colpi/minuto per 10 minutiL'analisi ha indicato che non sono stati rilevati composti di serie di benzene nel campione di terreno.

2.6 Prova di recupero a picco

Figura 9 Cromatogramma del campione di suolo spiccato (livello di spicco: 100μg/kg).

Tabella 5-1 Ricostruzione del campione di suolo a picco (livello di picco: 25μg/kg).

Tabella 5-2 Ricostruzione del campione di suolo a picco (livello di picco: 100μg/kg)

Tabella 5-3 Recupero di campioni di suolo con picco (livello di picco: 500μg/kg)

Le analisi sono state condotte su campioni di suolo spicciati a livelli di 25μg/kg, 100μg/kg e 500μg/kg. Gli intervalli di recupero spicciati per i 12 composti bersaglio sono stati 92,4%/99,8%, 87,7%/103,7% e 94,9%/101,6%,rispettivamente.

3Conclusioni

Questo metodo ha impiegato la cromatografia a gas di Wayeal GC6100, dotata di un rivelatore FID e di un campionatore automatico di idrocarburi aromatici volatili nel suolo.I risultati sperimentali indicano che la risoluzione tra i picchi cromatografici di tutti i composti volatili di idrocarburi aromatici è superiore a 1.5Quando la massa della curva di lavoro standard variava da 50 a 1000 ng, la massa della curva di lavoro standard variava da 50 a 1000 ng, quando la massa della curva di lavoro standard variava da 50 a 1000 ng.tutti i componenti della soluzione standard hanno mostrato un'eccellente linearità con coefficienti di correlazione superiori a 0.999, che soddisfano i requisiti per l'analisi sperimentale: i risultati dei test di precisione, i limiti di rilevazione del metodo, i limiti inferiori di quantificazione,e spiked esperimenti di recupero sono tutti conformi ai requisiti standardQuesto metodo può essere utilizzato per la rilevazione di idrocarburi aromatici volatili nel suolo.