Cromatografía de Gases/Espectrometría de Masas (GC/MS)
Descripción
El instrumento de Cromatografía de Gases/Espectrometría de Masas (GC/MS) separa las mezclas químicas (el componente GC) e identifica los componentes a nivel amolecular (el componente MS). Es una de las herramientas más precisas para analizar muestras medioambientales. La GC funciona según el principio de que una mezcla se separa en sustancias individuales cuando se calienta. Los gases calentados se transportan a través de una columna con un gas inerte (como el helio). A medida que las sustancias separadas salen de la abertura de la columna, fluyen hacia el EM. La espectrometría de masas identifica los compuestos por la masa de la molécula del analito. La espectrometría de masas se considera el único detector analítico definitivo.
Limitaciones e inquietudes
El análisis de las muestras suele requerir mucho tiempo. Los nuevos modelos de GC/MS portátiles pueden disipar esta preocupación.
Aplicabilidad
La GC/MS es una técnica que puede utilizarse para separar compuestos orgánicos volátiles (COV) y pesticidas. Las unidades de GC portátiles pueden utilizarse para detectar contaminantes en el aire, y actualmente se utilizan para investigaciones de intrusión de vapor. Sin embargo, se han desarrollado otros usos de la GC o la MS, combinados con otras técnicas de separación y análisis, para radionúclidos, compuestos explosivos como el explosivo de demolición real (RDX) y el trinitrotolueno (TNT), y metales. Algunos de ellos se describen a continuación.
También puede utilizarse un tipo de espectrometría para controlar de forma continua las emisiones de la incineradora, en lugar de un método estándar que recoge muestras de una corriente para su análisis en el laboratorio. Este método estándar tiene un tiempo de respuesta relativamente largo y no proporciona información sobre si se han producido liberaciones catastróficas o si hay un fallo en el sistema. Con la monitorización continua en tiempo real, se controlan todas las emisiones y, si se produce una avería en el sistema, éste puede apagarse y/o notificarse a la comunidad cercana.
Estado de desarrollo de la tecnología
La primera aplicación general de la espectrometría de masas molecular se produjo a principios de la década de los 40 en la industria petrolera para el análisis cuantitativo de mezclas de hidrocarburos en los craqueadores catalíticos.Recientemente, los fabricantes de instrumentos GC/MS han reducido significativamente el tamaño total y han aumentado su durabilidad. Esto permite que lo que antes era un instrumento de mesa de laboratorio pueda realizar análisis de campo.
Enlaces web
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
Otros recursos y demostraciones
Ver http://www.clu-in.org/download/techdrct/tdmpa_gc-ms_report.pdffor ÒInnovaciones en la caracterización de emplazamientos-Evaluación de la tecnología: Análisis de COV en tiempo real utilizando un GC/MS portátil de campoÓ (EPA542-R-01-011). Este informe describe el uso de un GC/MS de campo para medir el tricloroetileno en tiempo real.
Vea en http://minerals.cr.usgs.gov/icpms/intro.htmlfor una descripción de la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), una técnica desarrollada en el Laboratorio Ames en la década de 1970. Es una herramienta muy sensible y selectiva para el análisis de múltiples elementos. Este método sólo necesita muestras muy pequeñas, de un nanolitro a un microlitro de volumen. Según se informa, puede analizar muestras radiactivas con poca o ninguna consideración de contención.
El Departamento de Energía (DOE) utiliza la espectrometría como componente de un Monitor de Emisiones Continuas (CEM). Analiza y mide la luz producida por las emisiones de gases procedentes del tratamiento térmico de residuos mixtos. Su principal aplicación en las instalaciones del DOE es el control de un metal volátil, el mercurio (Hg), dos metales semivolátiles, el cadmio (Cd) y el plomo (Pb), y tres metales poco volátiles, el arsénico (As), el berilio (Be) y el cromo (Cr). La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha clasificado estos metales como contaminantes atmosféricos peligrosos (HAP). Los incineradores del DOE que tratan residuos mixtos también tienen que controlar las emisiones de materiales emisores alfa, como el uranio (U) y el plutonio (Pu). Actualmente, el DOE utiliza filtros para controlar las emisiones de partículas y utiliza muestreadores de aire de gran volumen y análisis de laboratorio de los filtros de esos muestreadores para controlar las emisiones.
El DOE también ha desarrollado una Espectrometría de Masas con Trampa de Iones de Muestreo Directo (DSITMS). Esta tecnología se utiliza para determinar la presencia de compuestos orgánicos volátiles (COV) y compuestos orgánicos semivolátiles (COV) en el agua subterránea y en el suelo, así como en los flujos de procesos de remediación gaseosa en los emplazamientos de residuos peligrosos. El sistema utiliza un espectrómetro de masas con trampa de iones disponible en el mercado. Con algunas modificaciones, el espectrómetro de masas se puede transportar por el campo.
Véase en http://clu-in.org/characterization/technologies/exp.cfm#86una descripción técnica de los explosivos en diferentes medios y el uso de algunas técnicas analíticas.
