Cromatografia gasosa/Espectrometria de massa (GC/MS)
Descrição
O instrumento de Cromatografia gasosa/Espectrometria de massa (GC/MS) separa as misturas químicas (o componente GC) e identifica os componentes a nível molecular (o componente MS). É uma das ferramentas mais precisas para a análise de amostras ambientais. O GC trabalha com base no princípio de que uma mistura se separará em substâncias individuais quando aquecida. Os gases aquecidos são transportados através de uma coluna com um gás inerte (como o hélio). Como as substâncias se separam da abertura da coluna, elas fluem para a EM. Massspectrometriaidentifica os compostos pela massa da molécula do analito. A “biblioteca” de espectros de massa conhecida, cobrindo vários milhares de compostos, é armazenada no acomputador. A espectrometria de massa é considerada o único detector analítico definitivo.
Limitações e Preocupações
A análise de amostras é muitas vezes demorada. Modelos portáteis de GC/MS recém-desenvolvidos podem causar essa preocupação.
Aplicabilidade
GC/MS é uma técnica que pode ser usada para separar compostos orgânicos voláteis (COVs) e pesticidas. As GCunits portáteis podem ser usadas para detectar poluentes no ar, e são atualmente usadas para investigações de vaporintrusão. Entretanto, outros usos de GC ou EM, combinados com outras técnicas de separação e análise, foram desenvolvidos para radionuclídeos, explosivecompósitos como RoyalDemolition Explosive (RDX) e Trinitrotoluene (TNT), e metais. Alguns destes são descritos abaixo.
Um tipo de espectrometria também pode ser usado para monitorar continuamente as emissões de incineração, no lugar de um método padrão que coleta amostras de agasstream para análise laboratorial. Esse método padrão tem um tempo de retorno relativelongo, e não fornece informações de que ocorreram catástrofes ou que há uma falha no sistema. Com monitoramento contínuo e em tempo real, todas as liberações são monitoradas, e se houver uma falha no sistema, o sistema pode ser desligado/ou a comunidade próxima pode ser notificada.
TecnologiaEstado de desenvolvimento
A primeira aplicação geral de espectrometria de massa molecular ocorreu no início dos anos 1940 na indústria petrolífera para análise quantitativa de misturas de hidrocarbonetos incatalytic crackers.Recentemente, os fabricantes de instrumentos de GC/MS reduziram significativamente o tamanho total e aumentaram a durabilidade. Isso permite que o que antes era um instrumento alaboratorybench-top realize análise de campo.
WebLinks
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
Outros Recursos e Demonstrações
Verhttp://www.clu-in.org/download/techdrct/tdmpa_gc-ms_report.pdffor ÒInovações na Caracterização do Local – Avaliação da Tecnologia:Análise de COV em Tempo Real Usando um GC/MS portátil de campoÓ (EPA542-R-01-011). Este relatório descreve o uso de um GC/MS de campo para medir o tricloroetileno em tempo real.
Vejahttp://minerals.cr.usgs.gov/icpms/intro.htmlfor uma descrição da espectrometria de massa plasmática acoplada indutivamente (ICP-MS), técnica desenvolvida no Laboratório Ames na década de 1970. É uma ferramenta muito sensível e seletiva para análise multi-elementos. Este método necessita apenas de amostras de verysmall, desde um nanolitro até um microlitro em volume. Segundo se diz, ele pode analisar amostras radioativas com pouca ou nenhuma reflexão de contenção.
O Departamento de Energia (DOE) utiliza a espectrometria como componente de um Monitor de Emissões Contínuas (CEM). Ele analisa, e mede a luz produzida quando as emissões de gases fora do tratamento térmico de resíduos mistos. A sua principal aplicação nos locais DOE é a monitorização do metal volátil, mercúrio (Hg), dois metais semi-voláteis, cádmio (Cd) e chumbo (Pb), e três metais de baixa volatilidade, arsénio (As), berílio (Be), andcrómio (Cr). A Agência de Proteção Ambiental dos EUA classificou estes metais como poluentes atmosféricos perigosos (HAPs). Os incineradores DOE que tratam resíduos mistos também têm o objetivo de monitorar quaisquer emissões de materiais emissores de alfa, incluindo urânio (U) e plutônio (Pu). Atualmente, DOE usa filtros para controlar as emissões e usa amostradores de ar de alto volume e análise laboratorial dos filtros desses amostradores para monitorar emissões.
DOE também desenvolveu uma Espectrometria de Massa de Armadilha de Amostras Diretas de Iões (DSITMS). A técnica é utilizada para determinar a presença de compostos orgânicos voláteis (COVs) e compostos orgânicos semi-voláteis (SVOCs) na água subterrânea e no solo, e no processo de remediação gasosa em locais de resíduos perigosos. O sistema utiliza um massspectrómetro de íons disponível comercialmente. Com algumas modificações, o espectrômetro de massa é madefieldtransportable.
Veja http://clu-in.org/characterization/technologies/exp.cfm#86 para uma descrição técnica de explosivos em diferentes meios e o uso de algumas técnicas analíticas.
