zakoncentrovÁnÍ organickÝch lÁtek ze vzorků vod
DESCRIPTION
ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD. JAN TŘÍSKA ÚSBE AV ČR, ČESKÉ BUDĚJOVICE (PŘEHLED LITERATURY). T ĚKAVÉ. MÁLO TĚKAVÉ. POLÁRNÍ. Rozdělování mezi vodu a plynnou fázi. Rozdělování mezi vodu a. Kombinace stávajících metod. Head space. Org. rozpouštědlo LLE. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/1.jpg)
ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE
VZORKů VOD
JAN TŘÍSKA
ÚSBE AV ČR, ČESKÉ BUDĚJOVICE
(PŘEHLED LITERATURY)
![Page 2: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/2.jpg)
TĚKAVÉ
Rozdělovánímezi vodu
a plynnou fázi
Rozdělovánímezi vodu
a
Kombinacestávajících
metod
Head space
Org.rozpouštědlo
LLE
Membránová extrakcedutým vláknem
Hm. spektrometrie se zavedenou membránou
Vakuová destilaceGC-MS
Tuhou fáziSPE
Statická
Purge a trap
Stripování v uzavřenésmyčce
Sprejová extrakce
SPE mikroextrakce
DynamickáKontinuální Jednorázová
MÁLO TĚKAVÉ POLÁRNÍ
LLE mikroextrakce
Přímý vodný nástřik
Destilace extrakce
![Page 3: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/4.jpg)
Vc LL.
0
VcVc LLGG..
ccKG
Li
VV
L
Gr
)(.
.0
rKcVVVKcc iG
L
GLiGL
=
HEAD SPACE
![Page 5: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/5.jpg)
MEMBRÁNOVÁ EXTRAKCE DUTÝM VLÁKNEM
![Page 6: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/6.jpg)
MEMBRÁNOVÁ EXTRAKCE DUTÝM VLÁKNEM
![Page 7: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/7.jpg)
MEMBRÁNOVÁ EXTRAKCE DUTÝM VLÁKNEM
![Page 8: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/8.jpg)
cc
Daq
org
c
VV
D
Dmm
org
aq
c
c
aq
orgR
11. nRRR
KAPALINOVÁ EXTRAKCE
nRR 11
![Page 9: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/9.jpg)
Miscibility of solvents
Miscible if the two solvents can be mixed in all proportions without forming two phases
![Page 10: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/10.jpg)
Solubility water/organic solvents
![Page 11: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/11.jpg)
PASIVNÍ VZORKOVÁNÍ (LLE)
![Page 12: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/12.jpg)
tAD
LMc
..
.
c … průměrná koncentrace analytu ve vodném prostředí [g.ml-1]M… množství látky zachycené na disku [g]L … délka difuzní dráhy [cm]D … molekulární difuzivita [cm2.s-1]A … celkový průřez disku [cm2]t … celkový čas vzorkování [s]
PASIVNÍ VZORKOVÁNÍ (SPE)
![Page 13: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/13.jpg)
EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI(SOLID PHASE EXTRACTION)
HLAVNÍ KROKY
• Aktivace sorbentu (methanol)• Destilovaná voda• Vzorkování• Sušení?!• Čištění extraktu – eluce slabším
rozpouštědlem• Eluce analytu methanolem• Instrumentální koncovka
![Page 14: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/14.jpg)
EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI(SOLID PHASE EXTRACTION)
![Page 15: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/15.jpg)
Solid Phase Extraction - SPE
![Page 16: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/16.jpg)
Preconcentration of analytes:• 1000 ml can be extracted and eluted
by 1 ml – 1000 times preconcentration
Solvent exchange:• Water can be extracted and
eluted by methanol
Solid Phase Extraction - SPE
Separation of analytes:• The elution can be done in several
steps with different solvents to separate analytes into groups, e.g. aromatic end aliphatic compounds
Simple purification:• Only interfering compounds
are retained and the analytes pass the column unchanged
![Page 17: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/17.jpg)
Solid Phase Extraction - SPE
Breakthrough is easy to test by using 2 SPE-columns in series and checking how much is collected on the second column (should be nil)
More than one type of SPE-sorbent can be used in the same extraction:
• Blended particles in the same unit• Layered particles in the same unit• Stacked units
![Page 18: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/18.jpg)
Solid phases for SPE
Most materials are bonded phases attached covalently to big porous silica particles(o.d. 50 m surface 500 m2g-1)
Non-polar sorbents (reversed phase):• C18 – C8 – C6 – C4 – C2• Cyclohexyl• Phenyl• Cyanoprolyl
Polar sorbents (normal phase):• Cyanopropyl• Bare Silica• Diol• Aminoalkyl
Ion exchange sorbents:• SAX Strong Anion eXchanger• SCX Strong Cation eXchanger• Weak anion- and cation exchangers
Endcapped sorbents:• accessible –SiOH are reacted
with trimethyl silane• less polar and less general
![Page 19: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/19.jpg)
EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI(SOLID PHASE EXTRACTION)
![Page 20: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/20.jpg)
EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI(SOLID PHASE EXTRACTION)
![Page 21: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/21.jpg)
SPE – Modes and eluents
Change of sample polarity:• dilute with appropriate solvent• exchange solvent by SPE
![Page 22: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/22.jpg)
Solid phases for SPE
![Page 23: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/23.jpg)
VVVas
fMDM
MDL.
.
M D M ... minimální detekovatelná hmotnost [ng]Vf ... konečný objem extraktu [L]
Vs ... objem extrahovaného vzorku [L]
Va ... nastřikovaný objem [L]
M D L ... detekční limit metody [ng/L]
DETEKČNÍ LIMIT METODY
![Page 24: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/24.jpg)
BDABIOASSAY DIRECTED ANALYSIS
![Page 25: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/25.jpg)
KONTINUÁLNÍ EXTRAKCE KAPALINOU
![Page 26: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/27.jpg)
EXTRAKCE NA TUHOU FÁZI(EXTRAKČNÍ DISKY)
![Page 28: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/28.jpg)
Solid Phase Micro-Extraction - SPME
Metal rod
Silica fiber
Solid sorbentcoating
Protecting metal tube
1 cm
100 m 7 - 100 m
Sorption of analytes:• In situ extraction from headspace
or liquid samples• 1-60 min• NO SOLVENTS USED !
Thermal desorption:• Splitless injection in GC• (Interface for HPLC are known)
![Page 29: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/29.jpg)
MIKROEXTRAKCE NA TUHOU FÁZI(SOLID PHASE MICROEXTRACTION)
![Page 30: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/30.jpg)
Solid Phase Micro-Extraction - SPME
![Page 31: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/31.jpg)
SPME extraction
sffs
sffs
VVK
CVVKn
0
n: Amount extracted (moles)Kfs: Equilibrium constant fiber – sampleVf: Volume of fiberVs: volume of sampleCo: Concentration of sample
![Page 32: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/32.jpg)
SPME kinetics
0 a b distance
Bulk conc.There is a boundary layer of thickness depends on the amount of stirring
s
fs
D
abKt
)(3%95
Normally extraction is stopped before equilibrium is reached
Sampling time and stirring must then be constant
![Page 33: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/33.jpg)
SPME coatings
100 – 30 – 7 m Polydimethylsiloxan – PDMS – are the most common fibres
For PDMS
owfs KK
![Page 34: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/34.jpg)
DESTILACE - EXTRAKCE
![Page 35: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/35.jpg)
METODY U.S. EPA VYUŽÍVAJÍCÍ P T TECHNIKUU.S.EPA METODA DETEKCE MDL (ppb)
502.1 Těkavé halogen- Náplňová kolona 0.001 - 0,05 deriváty uhlovodíků Hallův detektor
502.2 Těkavé organické Kapilární kolona 0,01 - 3 látky PID + detektor spec. na halogender.
503.1 Těkavé organické Náplňová/PID 0,002 - 0,04 látky, aromáty a nenasycené uhl.
524.1 Těkavé organické Náplňová/MS 0,01 - 2 látky
524.2 Těkavé organické Kapilární/MS 0,02 - 0,35 látky
![Page 36: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/36.jpg)
METODA ANALYT POZNÁMKA MDL (ppb)
504 1,2-dibromethan 2 ml hexanu na 35 ml vody 1,2-dibrom-3-chlor- GC-ECD 0,01 propan505 Organochlorové 2 ml hexanu na 35 ml vody pesticidy, PCB GC-ECD 0,003 - 15506 Estery kyseliny 60 ml DCM (2x) + 40 ml 0,84 - 11,8 ftalové a adipové hexanu, GC-PID506 Estery kyseliny C18 1 g patronka 0,8 - 11 ftalové a adipové 47 mm disk507 Pesticidy s atomy 60 ml DCM (2x) 0,075 - 5 N a P GC-NPD508 Chlorované pesticidy 60 ml DCM (2x) 0,0015 - 5 GC-ECD508A PCB screening 60 ml DCM (2x) 0,5 GC-ECD
![Page 37: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/37.jpg)
513 2,3,7,8-tetrachloro- 60 ml DCM (3x) 20 - 2 000 ppq dibenzo-p-dioxin GC-MS513 2,3,7,8-TCDD C18 47 mm disk 20 - 2 000 ppq515.1 Chlorované kyseliny 120 ml ethylether 0,02 - 1,3 derivatizace , GC-ECD515.2 Chlorované kyseliny PSDVB disk 47 mm 0,1 - 1525.1 Málotěkavé C18 1 g patronka 0,001 - 15 organické látky 47 mm disk548.1 Endothall Biorex 5 2549 Diquat, paraquat C18 500 mg patronka 0,44550 Polyaromatické 60 ml DCM (2x) 0,002 - 3,3 uhlovodíky HPLC-UV a fluorescence
![Page 38: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/38.jpg)
550.1 Polyaromatické C18 1 g patronka 0,004 - 2,2 uhlovodíky 47 mm disk551 Vedlejší produkty 2 ml methyl-t-butylether 0,002 - 0,092 chlorace pitné vody na 35 ml vzorku, GC-ECD552 Halogenoctové 15 ml methyl-t-butylether 0,0074 - 0,32 kyseliny (2x), GC-ECD Halogenoctové AG-1-X8 0,1 - 0,5 kyseliny, Dalapon553 Benzidiny, pesticidy 60 ml DCM (2x) obsahující atomy N C18 (1g) patronka C18 47 mm disk 2 - 30554 Karbonylové C18 (3x500mg) patronka 4 - 44 sloučeniny
![Page 39: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/39.jpg)
POROVNÁNÍ EXTRAKČNÍCH TECHNIK TECHNIKA APLIKACE NA DETEKČNÍ PŘESNOST NÁKLADY
LIMIT (MS)___________________________________________________________________P T VOCs, polární VOCs ppb 1 - 30% vyššíCLS VOCs ppt 3 - 20% vyššíHeadspace VOCs ppb 2 - 20% nízkéLLE SVOCs ppt 5 - 50% vyšší
SPE SVOCs, polarní Ocs ppt 7 - 15% středníSPME VOCs, SVOCs ppt 1 - 12% nízkMIMS VOCs, polární VOCs ppb vysoké
Membránová VOCs, polární VOCs ppb 4 - 13% vysoképermeační extr.
![Page 40: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/40.jpg)
MIKROEXTRAKCE KAPALINOU
![Page 41: ZAKONCENTROVÁNÍ ORGANICKÝCH LÁTEK ZE VZORKů VOD](https://reader038.vdocuments.site/reader038/viewer/2022102808/56813017550346895d958fc6/html5/thumbnails/41.jpg)
EXTRAKCE POLÁRNÍM ROZPOUŠTĚDLEM(MÍSITELNÝM S VODOU)