โครมาโตเกอรี่ก๊าซในช่องหัวสําหรับการกําหนด 12 น้ํามันไฮโดรคาร์บอนอารมะที่ลุกไหลในดิน

สารประกอบไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่ายในดิน (เช่น สารมลพิษทั่วไป 12 ชนิด ได้แก่ เบนซีน โทลูอีน ไซลีน และคลอโรเบนซีน) มีต้นกำเนิดหลักมาจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การปล่อยมลพิษจากอุตสาหกรรม การรั่วไหลของปิโตรเลียม และการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ สารประกอบเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงความเป็นพิษที่โดดเด่น ความคงทน และลักษณะการสะสมทางชีวภาพ พวกมันสามารถส่งผ่านห่วงโซ่อาหาร ซึ่งก่อให้เกิดภัยคุกคามโดยตรงต่อความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรและสุขภาพของมนุษย์ โดยมีความเสี่ยงบางประการของสารก่อมะเร็งและสารก่อให้เกิดความผิดปกติแต่กำเนิด

บทความนี้อ้างอิงถึงวิธีการมาตรฐาน "ดินและตะกอน—การหาปริมาณไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย—Headspace/Gas Chromatography" (HJ 742-2015) และใช้เครื่องโครมาโทกราฟีแก๊ส GC6100 ของ Wayeal ซึ่งติดตั้งเครื่องตรวจจับ FID และเครื่องสุ่มตัวอย่างอัตโนมัติ headspace สำหรับการตรวจจับไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่ายในดิน

คำสำคัญ: ไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย; Headspace; Gas Chromatography; เครื่องตรวจจับ FID; ดิน

1. วิธีการทดลอง

1.1 การกำหนดค่าเครื่องมือ

ตารางที่ 1 รายการกำหนดค่าของระบบโครมาโทกราฟีแก๊ส

1.2 วัสดุทดลองและอุปกรณ์เสริม

สารละลายมาตรฐาน (1000μg/mL) ของไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย 12 ชนิด: วัสดุอ้างอิงที่ผ่านการรับรองซึ่งซื้อจากภายนอก เก็บไว้ในสภาวะที่ป้องกันแสงและอากาศเข้าที่อุณหภูมิต่ำกว่า 4°C เพื่อการแช่เย็น

เมทานอล: เกรดโครมาโทกราฟิก

โซเดียมคลอไรด์: เกรดรีเอเจนต์รับประกัน (อบที่ 400°C ในเตาเผาเป็นเวลา 4 ชั่วโมงก่อนใช้งาน ทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิห้องในเครื่องดูดความชื้น จากนั้นเก็บไว้ในขวดแก้วบดเพื่อใช้ในภายหลัง)

กรดฟอสฟอริก: เกรด GR

ทรายควอตซ์: เกรดรีเอเจนต์วิเคราะห์, 20–50 เมช

เครื่องเขย่าแบบลูกสูบ: ความถี่การสั่น 150 ครั้ง/นาที;

เครื่องชั่งวิเคราะห์

ก๊าซพาหะ: ไนโตรเจนบริสุทธิ์สูง;

เครื่องกำเนิดไฮโดรเจน;

เครื่องกำเนิดอากาศ;

เครื่องสุ่มตัวอย่าง headspace อัตโนมัติเต็มรูปแบบ: ความแม่นยำในการควบคุมอุณหภูมิ ±1°C;

ขวด headspace: ขวด headspace แก้ว (20mL)

1.3 เงื่อนไขการทดสอบ

1.3.1 เงื่อนไขอ้างอิงสำหรับเครื่องสุ่มตัวอย่าง Headspace

อุณหภูมิความร้อนและสมดุล: 85°C

เวลาความร้อนและสมดุล: 50 นาที

อุณหภูมิวาล์วฉีด: 100°C

อุณหภูมิสายถ่ายโอน: 110°C

ปริมาณการฉีด: 1.0 mL (sample loop)

1.3.2 เงื่อนไขอ้างอิงสำหรับโครมาโทกราฟีแก๊ส

คอลัมน์โครมาโทกราฟิก: คอลัมน์เส้นเลือดฝอยแว็กซ์, 30 ม. × 0.32 มม. × 0.5 μm

โปรแกรมอุณหภูมิ: อุณหภูมิคอลัมน์เริ่มต้น 35°C คงไว้ 6 นาที; ให้ความร้อนถึง 150°C ในอัตรา 5°C/นาที และคงไว้ 5 นาที; จากนั้นให้ความร้อนถึง 200°C ที่ 20°C/นาที และคงไว้ 5 นาที

อัตราการไหลของคอลัมน์: 1 mL/min

อุณหภูมิพอร์ตฉีด: 250°C

อุณหภูมิเครื่องตรวจจับ: 250°C

อัตราการไหลของอากาศ: 300mL/min

อัตราการไหลของไฮโดรเจน: 40 mL/min

อัตราการไหลของเมคอัพ: 10mL/min

การฉีดแบบแยกส่วน: อัตราส่วนการแยก 5:1

1.4 การเตรียมสารละลาย

1.4.1 สารละลายโซเดียมคลอไรด์อิ่มตัว

วัดน้ำบริสุทธิ์พิเศษ 500mL ปรับ pH เป็น ≤2 โดยใช้กรดฟอสฟอริก เติมโซเดียมคลอไรด์ 180 กรัม ละลายและผสมให้เข้ากัน เก็บไว้ในสภาพแวดล้อมที่ป้องกันแสงที่ 4°C

1.4.2 สารละลายมาตรฐานเชิงเส้น

วัดสารละลายมาตรฐานไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย (1000μg/mL) 25μL, 50μL, 100μL, 250μL และ 500μL แยกกันลงในขวดวัดปริมาตร 5mL ที่เติมเมทานอลจำนวนเล็กน้อยไว้ล่วงหน้า จากนั้นเจือจางด้วยเมทานอลจนได้ปริมาตรเพื่อให้ได้สารละลายมาตรฐานที่มีความเข้มข้น 5μg/mL, 10μg/mL, 20μg/mL, 50μg/mL และ 100μg/mL ตามลำดับ เติมทรายควอตซ์ 2 กรัม สารละลายโซเดียมคลอไรด์อิ่มตัว 10mL และสารละลายมาตรฐานเชิงเส้นที่กล่าวมาข้างต้น 10μL ลงในขวด headspace ห้าขวดตามลำดับ การเตรียมนี้ให้ชุดเส้นโค้งสอบเทียบห้าจุดที่มีมวลสารประกอบเป้าหมาย 50ng, 100ng, 200ng, 500ng และ 1000ng ตามลำดับ

2. ผลลัพธ์และการอภิปราย

2.1 การวิเคราะห์เชิงคุณภาพของมาตรฐานอ้างอิง

รูปที่ 1 โครมาโตแกรมเปล่า

รูปที่ 2 โครมาโตแกรมของสารละลายมาตรฐานไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย (500ng)

ตารางที่ 2 พารามิเตอร์โครมาโตกราฟิกของสารละลายมาตรฐานไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย (500ng)

หมายเหตุ: ดังแสดงในโครมาโตแกรมด้านบน ความละเอียดระหว่างยอดโครมาโตกราฟิกของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่ายทั้งหมดเกิน 1.5 ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับการวิเคราะห์เชิงทดลอง

2.2 เชิงเส้น

รูปที่ 3 เส้นโค้งมาตรฐานและค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย

หมายเหตุ: เส้นโค้งการทำงานมาตรฐานสำหรับไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่ายที่ทดสอบในการวิเคราะห์นี้ถูกสร้างขึ้นที่ระดับมวล 50ng, 100ng, 200ng, 500ng และ 1000ng ส่วนประกอบทั้งหมดแสดงความเป็นเชิงเส้นที่ดีเยี่ยม โดยมีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์เกิน 0.999 ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับการวิเคราะห์เชิงทดลอง

2.3 ความแม่นยำ

รูปที่ 4 โครมาโตแกรมของสารละลายมาตรฐานไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย (50ng)

รูปที่ 5 โครมาโตแกรมของสารละลายมาตรฐานไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย (200ng)

รูปที่ 6 โครมาโตแกรมของสารละลายมาตรฐานไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย (1000ng)

ตารางที่ 3 พารามิเตอร์โครมาโตกราฟิกความแม่นยำ

หมายเหตุ: การวิเคราะห์ซ้ำหกครั้งดำเนินการสำหรับตัวอย่างไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่ายที่ระดับมวล 50ng, 200ng และ 1000ng ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์ (RSD) อยู่ในช่วง 0.6–3.2%, 1.6–3.1% และ 1.4–3.2% ตามลำดับ ค่าเบี่ยงเบนสัมพัทธ์ของยอดโครมาโตกราฟิกสำหรับสารประกอบทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐาน

2.4 ขีดจำกัดการตรวจจับ

รูปที่ 7 โครมาโตแกรมของสารละลายขีดจำกัดการตรวจจับ (50ng)

ตารางที่ 4 วิธี LOD และขีดจำกัดล่างของการกำหนดสำหรับแต่ละส่วนประกอบของไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย

สารละลายมาตรฐานไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย (50ng) ถูกฉีดซ้ำแปดครั้ง จากการคำนวณ เมื่อปริมาณตัวอย่างดินคือ 2 กรัม ขีดจำกัดการตรวจจับวิธีสำหรับไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่าย 12 ชนิดมีตั้งแต่ 0.7μg/kg ถึง 3.0μg/kg และขีดจำกัดล่างของการกำหนดมีตั้งแต่ 2.8μg/kg ถึง 12.0μg/kg ซึ่งทั้งหมดเป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐาน

2.5 การทดสอบตัวอย่าง

รูปที่ 8 โครมาโตแกรมของตัวอย่างดิน

ชั่งตัวอย่าง 2 กรัมลงในขวด headspace เติมสารละลายโซเดียมคลอไรด์อิ่มตัว 10.0 มล. ทันที และปิดผนึกทันที เขย่าขวดบนเครื่องเขย่าแบบลูกสูบที่ 150 ครั้ง/นาที เป็นเวลา 10 นาที การวิเคราะห์ระบุว่าไม่พบสารประกอบอนุกรมเบนซีนในตัวอย่างดิน

2.6 การทดสอบการกู้คืนแบบเติม

รูปที่ 9 โครมาโตแกรมของตัวอย่างดินที่เติม (ระดับการเติม: 100μg/kg)

ตารางที่ 5-1 การกู้คืนตัวอย่างดินที่เติม (ระดับการเติม: 25μg/kg)

ตารางที่ 5-2 การกู้คืนตัวอย่างดินที่เติม (ระดับการเติม: 100μg/kg)

ตารางที่ 5-3 การกู้คืนตัวอย่างดินที่เติม (ระดับการเติม: 500μg/kg)

การวิเคราะห์ดำเนินการกับตัวอย่างดินที่เติมในระดับ 25μg/kg, 100μg/kg และ 500μg/kg ช่วงการกู้คืนที่เติมสำหรับสารประกอบเป้าหมาย 12 ชนิดคือ 92.4%–99.8%, 87.7%–103.7% และ 94.9%–101.6% ตามลำดับ

3. บทสรุป

วิธีการนี้ใช้โครมาโทกราฟีแก๊ส headspace ของ Wayeal GC6100 ซึ่งติดตั้งเครื่องตรวจจับ FID และเครื่องสุ่มตัวอย่าง headspace สำหรับการตรวจจับไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่ายในดิน ผลการทดลองระบุว่าความละเอียดระหว่างยอดโครมาโตกราฟิกของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกที่ระเหยง่ายทั้งหมดมากกว่า 1.5 ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับการวิเคราะห์เชิงทดลอง เมื่อมวลเส้นโค้งการท