Plynová chromatografie/hmotnostní spektrometrie (GC/MS)
Popis
Přístroj pro plynovou chromatografii/hmotnostní spektrometrii (GC/MS) separuje chemické směsi (složka GC) a identifikuje složky na molekulární úrovni (složka MS). Jedná se o jeden z nejpřesnějších nástrojů pro analýzu vzorků životního prostředí. GC pracuje na principu, že směs se po zahřátí rozdělí na jednotlivé látky. Zahřáté plyny se přenášejí přes kolonu s inertním plynem (například héliem). Jakmile oddělené látky vystupují z otvoru kolony, proudí do MS. Hmotnostní spektrometrie identifikuje sloučeniny podle hmotnosti molekuly analytu. Hmotnostní spektrometrie je považována za jediný definitivní analytický detektor.
Omezení a obavy
Analýza vzorků je často časově náročná. Nově vyvinuté přenosné modely GC/MS mohou tento problém vyřešit.
Použitelnost
GC/MSje technika, kterou lze použít k separaci těkavých organických látek (VOC) a pesticidů. Přenosné GCjednotky lze použít k detekci znečišťujících látek v ovzduší a v současné době se používají pro vyšetřování vaporintruze. Další využití GC nebo MS v kombinaci s jinými separačními a analytickými technikami však bylo vyvinuto pro radionuklidy, výbušné sloučeniny, jako je královská demoliční výbušnina (RDX) a trinitrotoluen (TNT), a kovy. Některé z nich jsou popsány níže.
Tento typ spektrometrie lze také použít k průběžnému monitorování spalinových emisí namísto standardní metody, při níž se odebírají vzorky ze středního proudu pro laboratorní analýzu. Tato standardní metoda má poměrně dlouhou dobu obratu a neposkytuje informace o tom, že došlo ke katastrofickým únikům nebo že došlo k selhání systému. Při kontinuálním monitorování v reálném čase jsou monitorovány všechny úniky, a pokud dojde k poruše systému, může být systém vypnut a/nebo může být informována okolní komunita.
Stav vývoje technologie
První obecné použití molekulární hmotnostní spektrometrie se objevilo na počátku 40. let 20. století v ropném průmyslu pro kvantitativní analýzu uhlovodíkových směsí v katalytických krakerech.v poslední době výrobci GC/MS přístrojů výrazně zmenšili jejich celkovou velikost a zvýšili životnost. To umožňuje, aby to, co bylo kdysi laboratorním stolním přístrojem, provádělo analýzu v terénu.
Webové odkazy
http://www.chem.vt.edu/chem-ed/sep/gc/gc.html
http://clu-in.org/char/technologies/gc.cfm
http://www.clu-in.org/char/technologies/mspec.cfm
Dalšízdroje a ukázky
Vizhttp://www.clu-in.org/download/techdrct/tdmpa_gc-ms_report.pdffor ÒInnovations in Site Characterization-Technology Evaluation:Real-Time VOC Analysis Using a Field Portable GC/MSÓ (EPA542-R-01-011). Tato zpráva popisuje použití polního GC/MS k měření trichlorethylenu v reálném čase.
Vizhttp://minerals.cr.usgs.gov/icpms/intro.htmlfor popis hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS), techniky vyvinuté v laboratoři Ames v 70. letech 20. století. Jedná se o nástroj, který je velmi citlivý a selektivní pro analýzu více prvků. Tato metoda potřebuje pouze velmi malé vzorky o objemu od nanolitru do mikrolitru. Údajně můžeanalyzovat radioaktivní vzorky s malými nebo žádnými nároky na obsah.
Department of Energy (DOE) používá spektrometrii jako součást kontinuálního monitoru emisí (CEM). Analyzuje a měří světlo vznikajícípři vypouštění emisí z tepelného zpracování směsného odpadu. Jeho hlavní aplikací na pracovištích DOE je monitorování těkavého kovu, rtuti (Hg), dvou polotěkavých kovů, kadmia (Cd) a olova (Pb), a tří málo těkavých kovů, arsenu (As), berylia (Be) a chromu (Cr). Americká agentura pro ochranu životního prostředí klasifikovala tyto kovy jako nebezpečné látky znečišťující ovzduší (HAP). Spalovny DOE, které zpracovávají směsný odpad, musí také monitorovat veškeré emise materiálů emitujících alfa záření, včetně uranu (U) a plutonia (Pu). V současné době DOE používá ke kontrole emisí částic filtry a k monitorování emisí používá velkoobjemové vzorkovače vzduchu a laboratorní analýzu filtrů z těchto vzorkovačů.
DOE rovněž vyvinula hmotnostní spektrometrii s přímým odběrem vzorků v iontové pasti (DSITMS). Tato technologie se používá ke stanovení přítomnosti těkavých organických sloučenin (VOC) a polotěkavých organických sloučenin (SVOC) v podzemní vodě a půdě a v plynných proudech sanačních procesů na místech s nebezpečnými odpady. Systém využívá komerčně dostupný hmotnostní spektrometr s iontovou pastí. S určitými úpravami je hmotnostní spektrometr přenosný.
Technický popis výbušnin v různých médiích a použití některých analytických technik viz http://clu-in.org/characterization/technologies/exp.cfm#86.
