Gázkromatográfia/Masszaspektrometria (GC/MS)
leírás
A gázkromatográfia/Masszaspektrometria (GC/MS) műszer kémiai keverékeket választ szét (GC komponens) és azonosítja a komponenseket amolekuláris szinten (MS komponens). Ez az egyik legpontosabb eszköz a környezeti minták elemzésére. A GC azon az elven működik, hogy a keverék melegítés hatására különálló anyagokra válik szét. A felmelegített gázokat egy inert gázzal (például héliummal) ellátott oszlopon keresztül vezetik. Ahogy az elválasztott anyagok kilépnek az oszlop nyílásán, az MS-be áramlanak. A tömegspektrometria a vegyületeket az analit molekulájának tömege alapján azonosítja. Az ismert tömegspektrumok több ezer vegyületet tartalmazó könyvtárát számítógépen tárolják.A tömegspektrometriát tekintik az egyetlen végleges analitikai detektornak.
Korlátozások és aggályok
A mintaelemzés gyakran időigényes. Az újonnan kifejlesztett hordozható GC/MS modellek ezt a problémát kiküszöbölhetik.
Alkalmazhatóság
A GC/MS olyan technika, amely alkalmazható az illékony szerves vegyületek (VOC) és a peszticidek elkülönítésére. A hordozható GC-készülékek a levegőben lévő szennyező anyagok kimutatására használhatók, és jelenleg gőzbehatolásos vizsgálatokhoz használják őket. A GC vagy MS más elválasztási és analitikai technikákkal kombinált egyéb felhasználási módjait azonban már kidolgozták radionuklidok, robbanóanyagok, mint például a RoyalDemolition Explosive (RDX) és a Trinitrotoluol (TNT), valamint fémek vizsgálatára. Ezek közül néhányat az alábbiakban ismertetünk.
A spektrometria egy fajtája használható az égetőkibocsátás folyamatos nyomon követésére is, a standard módszer helyett, amely az áramlásból vesz mintát laboratóriumi elemzésre. Ennek a szabványos módszernek viszonylag hosszú átfutási ideje van, és nem ad információt arról, hogy katasztrofális kibocsátás történt, vagy hogy rendszerhiba történt. A valós idejű, folyamatos monitorozással minden kibocsátás nyomon követhető, és ha a rendszer meghibásodik, a rendszer kikapcsolható és/vagy a közeli közösséget lehet értesíteni.
Technológiai fejlődési állapot
A molekuláris tömegspektrometria első általános alkalmazása az 1940-es évek elején történt a kőolajiparban a katalitikus krakkolókban lévő szénhidrogén-keverékek mennyiségi elemzésére.A GC/MS műszerek gyártói az utóbbi időben jelentősen csökkentették az összméretet és növelték a tartósságot. Ez lehetővé teszi, hogy az egykor laboratóriumi műszer terepi elemzéseket is végezzen.
Weblinkek
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
Más források és bemutatók
Lásdhttp://www.clu-in.org/download/techdrct/tdmpa_gc-ms_report.pdffor ÒInnovációk a helyszíni jellemzés-technológia értékelésében: Valós idejű VOC-elemzés egy terepi hordozható GC/MS használatávalÓ (EPA542-R-01-011). Ez a jelentés egy terepi GC/MS használatát írja le a triklór-etilén valós idejű mérésére.
Lásdhttp://minerals.cr.usgs.gov/icpms/intro.htmlfor az induktív csatolású plazma-tömegspektrometria (ICP-MS) leírását, amely az Ames Laboratóriumban az 1970-es években kifejlesztett technika. Ez egy olyan eszköz, amely nagyon érzékeny és szelektív a több elemet tartalmazó elemzésekhez. Ennek a módszernek csak nagyon kis mintákra van szüksége, egy nanolitertől egy mikroliterig terjedő térfogatúakra. Állítólag képes radioaktív mintákat elemezni, kevés vagy semmilyen tárolási szempontot figyelembe véve.
Az Energiaügyi Minisztérium (DOE) a spektrometriát a folyamatos kibocsátási monitor (CEM) egyik komponenseként használja. Elemzi és méri a fényt, amely a vegyes hulladékok termikus kezeléséből származó gázkibocsátások során keletkezik. A DOE telephelyein elsősorban az illékony fém, a higany (Hg), két félig illékony fém, a kadmium (Cd) és az ólom (Pb), valamint három alacsony illékonyságú fém, az arzén (As), a berillium (Be) és a króm (Cr) nyomon követésére alkalmazzák. Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége ezeket a fémeket veszélyes légszennyező anyagoknak (HAP) minősítette. A vegyes hulladékot kezelő DOE-égetőkben az alfa-kibocsátó anyagok, köztük az urán (U) és a plutónium (Pu) kibocsátását is ellenőrizni kell. Jelenleg a DOE szűrőket használ a részecskekibocsátás ellenőrzésére, és a kibocsátások ellenőrzésére nagy mennyiségű levegőmintavevőket és az ezekből a mintavevőkből származó szűrők laboratóriumi elemzését alkalmazza.
A DOE kifejlesztett egy közvetlen mintavételi ioncsapda-tömegspektrometriát (DSITMS) is. Ezt a technológiát az illékony szerves vegyületek (VOC) és a félig illékony szerves vegyületek (SVOC) jelenlétének meghatározására használják a talajvízben és a talajban, valamint a veszélyes hulladéklerakók gáznemű remediációs folyamatainak áramlásaiban. A rendszer egy kereskedelmi forgalomban kapható ioncsapdás tömegspektrométert használ. Néhány módosítással a tömegspektrométer terepen szállíthatóvá válik.
A robbanóanyagok különböző közegekben való felhasználásának és egyes analitikai technikák alkalmazásának technikai leírását lásd http://clu-in.org/characterization/technologies/exp.cfm#86.
