ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Извлечение примесей из ловушки из "Экологическая аналитическая химия" После пробоотбора микропримеси загрязняющих веществ нужно как можно полнее извлечь из ловушки (сорбент, раствор, фильтр, комбинация фильтра с сорбентом и др.), причем эффективность извлечения должна быть не менее 75—80% [3]. [c.78] Существует два основных способа извлечения — экстракция и термодесорбция. В первом случае (экстракция органическим растворителем) Сн примерно в 200 раз выше, так как при экстракции происходит сильное разбавление пробы минимальное количество растворителя-экстрагента 0,5—1,0 мл при объеме вводимой в хроматограф пробы 1—5 мкл. [c.78] Но и термодесорбция имеет свой изъян — при нагревании ловушки выше 150°С (обычно 200—250°С) очень вероятно разложение пробы и связанное с ним искажение результатов анализа. [c.78] Наиболее распространеннные растворители-десорбенты для извлечения примесей ЛОС из активного угля (эффективность извлечения не менее 80%) приведены в табл. 1.14. В США и Европе для этой цели применяют сероуглерод. Использование S2, несмотря на то, что он очень токсичен и чрезвычайно легко воспламеняется, оправдывается возможностью достаточно полной его очистки от примесей, малым временем удерживания (не закрывает пики других ЛОС) в хроматографических колонках и низкой чувствительностью к нему ПИД (см. рис. I.25-A). [c.79] В России из гигиенических соображений (в целях безопасности) такой высокотоксичный растворитель использовать в анализе не рекомендуется. Чаще всего в России применяют методики, где в качестве растворителей применяют хлорбензол, метиленхлорид, тетрахлорид углерода, ацетон, этанол, метанол и др. [c.79] Однако извлечение с помощью перечисленных в таблице растворителей (см. табл. 1.14) не всегда бывает достаточно полным, особенно при экстракции твердых частиц из фильтров (см. рис. 1.34), на которых они улавливаются из воздуха. В этом случае наиболее эффективна сверхкритическая флюидная экстракция (СФЭ) [2, 5]. [c.80] Некоторые жидкости в сверхкритическом состоянии (диоксид углерода, оксиды азота, этан, изобутан и гексафторид серы) оказались удобными, недорогими и эффективными экстрагентами при извлечении токсичных высококипящих ЛОС ( ПАУ, карбазолы, азаарены, пестициды, ПХБ, хлорфенолы, диоксины и др.) из атмосферных частиц, городской пыли, золы мусоросжигательных заводов, почвы и донных отложений. [c.80] Хотя принцип экстракции сверхкритической жидкостью известен достаточно давно (она используется, например, для извлечения кофеина из кофе), в аналитических целях СФЭ стал применяться только недавно. Аналитики вновь открыли этот метод в качестве мощного и селективного инструмента пробоподготовки, легко сочетающегося с хроматографическими методами разделения. Наиболее важными характеристиками СФЭ являются высокие уровни выхода (извлечения примесей) при сравнительно небольщой продолжительности экстракции (обычно 30 мин) и высокая селективность [5]. [c.80] Особенно перспективно применение СФЭ при определении ПАУ и пестицидов, ПХБ и диоксинов (экстрагент — СОг в сверхкритическом состоянии). Перспективным вариантом СФЭ оказалось использование N0 при 40 °С и давлении 39,2 МПа для выделения полихлордибензо-п-диоксинов и дибензофуранов из летучей золы мусоросжигательных печей с последующим анализом экстракта методом газовой хроматографии или хромато-масс-спектрометрии. В этих условиях экстракцию (эффективность 90%) проводят в течение 1 ч (вместо 20-часовой экстракции бензолом в аппарате Сокслета). [c.81] Применение СФЭ дает возможность аналитическим лабораториям избавиться от использования токсичных хлорсодержащих растворителей. Однако техника СФЭ пока еще не нащла широкого применения в экологических анализах, и во многих лабораториях для извлечения примесей загрязнений из ловушек с сорбентами пользуются традиционными методами. Они достаточно просты по выполнению после отбора пробы воздуха адсорбент из трубки высыпают в измеренный объем растворителя (1—3 мл) в микробюксе или пробирке и оставляют в закрытом виде в течение 30 мин, периодически встряхивая содержимое пробирки. Этого времени достаточно, чтобы извлечь из сорбента сконцентрированные на нем ЛОС, но недостаточно для извлечения загрязнителей из твердых частиц (см. выше). В последнем случае нужна гораздо более длительная экстракция или использование техники СФЭ [3]. [c.81] В обычном варианте экстракции при отборе из воздуха примесей вредных веществ в ловушке с силикагелем для извлечения используют полярные растворителя (см. табл. 1.14). Так, для извлечения из загрязненного воздуха полярных Л ОС (фенолы, алкилфенолы, хлорфенолы, нитрофенолы, альдегиды, спирты, карбоновые кислоты, амины и др.) используют сорбционные трубки с силикагелем или родственными ему сорбентами (см. табл. 1.11), а для ихдесорбции изловушки применяют полярные же растворители — спирты и кетоны или диэтиловый эфир. [c.81] По аналогии со стандартными трубками с активным углем (см. выше) в США выпускают для экологических анализов сертифицированные трубки и с другими сорбентами (в частности, с силикагелем) и хемосорбентами (см. табл. Г13), например. [c.81] В России производство и применение таких стандартных трубок пока еще не налажено, и аналитики в химических лабораториях готовят пробоотборные трубки с сорбентами сами, что в общем случае ухудщает качество анализа в целом. [c.82] Термодесорбция Альтернативным экстракции методом является термодесорбция. Она заключается в нагревании сорбционной трубки до температуры 150—250°С и вытеснении сконцентрированных в ней примесей током газа-носителя (азот или гелий) [3]. [c.82] Этот способ щироко применяют в газовой хроматографии, а в ГХ/МС-анализе (см. главу V) термодесорбция единственно приемлемый вариант ввода пробы в хроматографическую колонку (обычно с промежуточным криофокусированием). [c.82] С помощью термодесорбции можно достичь более низких Сн контролируемых компонентов, так все собранные в ловушке примеси попадают при этом в хроматографическую колонку. При анализе сложной смеси ЛОС (углеводороды, кетоны, хлоруглеводороды), которые улавливались из воздуха в ловушке с хромосорбом 101 на 85%, при термодесорбции целевых компонентов из ловушки Сн в 200 раз ниже, чем при извлечении той же смеси анализируемых компонентов экстракцией 1 мл сероуглерода (при объеме вводимой пробы 5 мкл). [c.82] После пробоотбора контрационные трубки транспортируются в лабораторию и помещаются в термодесорбционное устройство хромато-масс-спектрометра (см. рис. V.8 в главе V) или в нагреваемый до 150—200°С испаритель (устройство для ввода пробы) хроматографа. И в том, и в другом случае обычно используют дополнительное концентрирование целевых компонентов пробы методом вымораживания примесей в стальном капилляре (криофокусирование, см. главу V). [c.82] Вследствие большого сродства активных углей к органическим соединениям (благодаря этому и стало возможным использовать уголь в коробке противогаза для поглощения из воздуха ОВ), термическая десорбция их даже при температурах 300—400°С бывает неполной и часто сопровождается различными превращениями (расщепление, дегидратация, изомеризация и т.п.). Поэтому термодесорбция с поверхности адсорбентов (активный уголь, силикагель, цеолиты и др.) практически не применяется. [c.83] В качестве сорбента концентрационной трубки (ловушки) при извлечении загрязнений из воздуха с последующей термодесорбцией используется очень термостойкий полимер (устойчив до 400°С) тенакс СС (2,6-дифенил-п-фениленоксид) — с удельной поверхностью 19 м Д. Впервые для концентрирования органических примесей этот сорбент был применен Златкисом (США) в 1972 г., а теперь тенаксы (ОС и ТА) являются основными и широко используемыми для этих целей сорбентами во всем мире [3]. [c.83] В настоящее время тенаксы пользуются чрезвычайно большой популярностью у аналитиков их применяют для концентрирования из воздуха (и воды после выдувания примесей, см. раздел 6) микропримесей ЛОС в газовой хроматографии и ГХ/МС-анализе при исследовании воздуха городов и жилых помещений, определении качества воздуха рабочей зоны и административных зданий, выхлопных газов автотранспорта и выбросов промышленных предприятий, атмосферы отсеков орбитальных космических аппаратов и подводных лодок, атмосферы планет и др. [c.84] Вернуться к основной статье