RAZVOJ METOD ZA SPECIACIJO ORGANOKOSITROVIH SPOJIN Z...
1
RAZVOJ METOD ZA SPECIACIJO ORGANOKOSITROVIH SPOJIN Z GC- ICP-MS MITJA VAHČIČ, univ. dipl. kem. Študijski program: Ekotehnologija, Študijski program: Ekotehnologija, Mednarodna podiplomska šola Jožefa Stefana MENTOR: prof. dr. Milena Horvat SOMENTOR: doc. dr. Janez Ščančar Inštitut Jožef Stefan, Jamova cesta 39, 1000 Ljubljana Inštitut Jožef Stefan, Jamova cesta 39, 1000 Ljubljana Uvod: Organokositrove spojine (OKS) sodijo med industrijsko najširše uporabljane organokovinske spojine. Prva in še danes najpomembnejša aplikacija OKS je stabilizacija plastičnih mas, sledi uporaba za zaščitne premaze, katalizo itd... . Zaradi dolgega razpolovnega časa in širokega spektra uporabe so OKS posledično zelo razširjene v okolju. Ker so poleg uporabnosti te spojine tudi razpolovnega časa in širokega spektra uporabe so OKS posledično zelo razširjene v okolju. Ker so poleg uporabnosti te spojine tudi zelo toksične, tako za morske organizme (povzročajo spremembo spola pri polžih, nepravilnosti pri tvorbi lupin, ...) kot za sesalce (okvare imunskega, endokrinega in živčnega sistema) je njihov stalen nadzor in speciacija izjemnega pomena za varovanje okolja in zdravje ljudi. Lastnosti in toksičnost OKS so funkcija substitucije centralnega Sn atoma, na katerega Lastnosti in toksičnost OKS so funkcija substitucije centralnega Sn atoma, na katerega so lahko vezane do štiri organske skupine (alkilne ali arilne). Splošno lahko OKS zapišemo s formulo R 4-n SnX n . Toksičnost pada v smeri : tri- > di- > mono- > tetra- substituiranim. Cilj dela je bil razvoj hitrejših in učinkovitejših metod za simultano speciacijo 12 napogostejših OKS (metil-, butil-, fenil- in oktil- kositrov) v različnih okoljskih vzorcih z uporabo 15 m GC kolone, testiranjem različnih ekstrakcijskih pogojev in pufrov. Razvite metode uporabljamo za analizo realnih vzorcev (rečne, morske, odpadne, izcedne vode). Nezaščiten ladijski trup Tributil kositer metode uporabljamo za analizo realnih vzorcev (rečne, morske, odpadne, izcedne vode). Speciacija OKS Ekstracija OKS Prenos v Ločba in analiza Razvoj analiznega postopka Ekstracija OKS iz vzorca Derivatizacija Prenos v organsko fazo Ločba in analiza organske faze z GC-IPC-MS Lastnosti GC-ICP-MS Razvoj analiznega postopka pH ekstrakcijskih pufrov Testirane vode Ekstrakcijski reagenti Preizkušene GC kololone Analizna metoda Lastnosti GC-ICP-MS Prednosti Uporabe Slabosti tehnike Fosfatni 4.4-9.0 Acetatni pH 4.5-5.0 Rečne Morske Izooktan Heksan 15 m 30 m GC-ICP-MS GC-MS Odstranitev interferenc ki se pojavljajo pri GC-MS ali GC-PFPD Dražja Karbonatni pH 4.0-10.0 TRIS/citratni Izcedne vode iz deponije Ciklopentan Nizka meja detekcije Zahtevnejša za uporabo Rezultati TRIS/citratni pH 3.0-10.0 Veliko linearno območje Rezultati Zaključki in ugotovitve 20000 25000 30000 35000 15 m kolona, heksan, tris-citratni pufer, pH 6.0 /s 7 6 5 3 2 1 11 12 13 10 9 C 20000 25000 30000 30 m kolona, isooctan, tris-citratni pufer, pH 6.0 /s 5 3 2 11 7 6 A Zaključki in ugotovitve • Razvite metode so občutno skrajšale čas analize z GC-ICP-MS • Posledica je prihranek energije, časa in možnost analize večje količine vzorcev v istem času • Metoda omogoča simultano določanje 12 OKS v okoljskih 0 5000 10000 15000 0 2 4 6 8 10 12 14 time (min) counts/ 8 4 12 13 14 15 30000 15 m kolona, heksan, acetatni pufer, pH 4.8 3 D 25000 15 m kolona, isooctan, tris-citrani pufer, pH 6.0 B 0 5000 10000 15000 0 5 10 15 time (min) counts/ 1 4 12 11 10 9 8 7 6 15 14 13 vzorcih. • Fostatni in karbonatni pufer nista uporabna za ekstrakcijo OKS v morskih vzorcih zaradi izobarjanja soli. • Ugotovili smo da je TRIS/citratni pufer pri pH 6.0 optimalni za analizo OKS v okoljskih vodnih vzorcih. 5000 10000 15000 20000 25000 30000 counts/s 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 15 5000 10000 15000 20000 25000 counts/s 1 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 15 14 13 12 • Ekstrakcija z heksanom je repruducibilna in da stabilen signal preiskovanih OKS. 0 0 2 4 6 8 10 12 14 time (min) 0 0 2 4 6 8 10 12 14 time (min) 4 1 –TMeT, 2 – DMeT, 3 – MMeT, 4 – Sn , 5 – MBT, 6 – TPrT, 7 – DBT, 8 – MPhT, 9 –TBT, 10 – MOcT, 11 – TeBuT, 12 – DPhT, 13 – DOcT, 14 – TPhT, 15 – TOcT
Transcript of RAZVOJ METOD ZA SPECIACIJO ORGANOKOSITROVIH SPOJIN Z...
RAZVOJ METOD ZA SPECIACIJO ORGANOKOSITROVIH SPOJIN Z GC-RAZVOJ METOD ZA SPECIACIJO ORGANOKOSITROVIH SPOJIN Z GC-ICP-MS
MITJA VAHČIČ, univ. dipl. kem.Študijski program: Ekotehnologija,Študijski program: Ekotehnologija,
Mednarodna podiplomska šola Jožefa StefanaMENTOR: prof. dr. Milena Horvat
SOMENTOR: doc. dr. Janez ŠčančarInštitut Jožef Stefan, Jamova cesta 39, 1000 LjubljanaInštitut Jožef Stefan, Jamova cesta 39, 1000 Ljubljana
Uvod:Organokositrove spojine (OKS) sodijo med industrijsko najširše uporabljane organokovinske spojine. Prva in še danesnajpomembnejša aplikacija OKS je stabilizacija plastičnih mas, sledi uporaba za zaščitne premaze, katalizo itd... . Zaradi dolgegarazpolovnega časa in širokega spektra uporabe so OKS posledično zelo razširjene v okolju. Ker so poleg uporabnosti te spojine tudirazpolovnega časa in širokega spektra uporabe so OKS posledično zelo razširjene v okolju. Ker so poleg uporabnosti te spojine tudizelo toksične, tako za morske organizme (povzročajo spremembo spola pri polžih, nepravilnosti pri tvorbi lupin, ...) kot za sesalce(okvare imunskega, endokrinega in živčnega sistema) je njihov stalen nadzor in speciacija izjemnega pomena za varovanje okolja inzdravje ljudi.
Lastnosti in toksičnost OKS so funkcija substitucije centralnega Sn atoma, na katerega Lastnosti in toksičnost OKS so funkcija substitucije centralnega Sn atoma, na katerega so lahko vezane do štiri organske skupine (alkilne ali arilne). Splošno lahko OKS zapišemo s formulo R4-nSnXn . Toksičnost pada v smeri : tri- > di- > mono- > tetra-substituiranim.
Cilj dela je bil razvoj hitrejših in učinkovitejših metod za simultano speciacijo 12 napogostejših OKS (metil-, butil-, fenil- in oktil-kositrov) v različnih okoljskih vzorcih z uporabo 15 m GC kolone, testiranjem različnih ekstrakcijskih pogojev in pufrov. Razvitemetode uporabljamo za analizo realnih vzorcev (rečne, morske, odpadne, izcedne vode).
Nezaščiten ladijski trupTributil kositer
metode uporabljamo za analizo realnih vzorcev (rečne, morske, odpadne, izcedne vode).
Speciacija OKS
Ekstracija OKS Prenos v Ločba in analiza
Razvoj analiznega postopka
Ekstracija OKS iz vzorca Derivatizacija Prenos v
organsko fazo
Ločba in analiza organske faze z
GC-IPC-MS
Lastnosti GC-ICP-MSRazvoj analiznega postopkapH
ekstrakcijskih pufrov
Testirane vode
Ekstrakcijski reagenti
Preizkušene GC kololone
Analizna metoda
Lastnosti GC-ICP-MS
Prednosti Uporabe Slabosti tehnike
Fosfatni 4.4-9.0
Acetatni pH 4.5-5.0
Rečne
Morske
Izooktan
Heksan
15 m
30 m
GC-ICP-MS
GC-MS
Odstranitev interferenc ki se
pojavljajo pri GC-MS ali GC-PFPD
Dražja
Karbonatni pH 4.0-10.0
TRIS/citratni
Izcedne vode iz
deponijeCiklopentan Nizka meja detekcije Zahtevnejša za
uporabo
RezultatiTRIS/citratnipH 3.0-10.0
Veliko linearno območje
Rezultati
Zaključki in ugotovitve20000
25000
30000
3500015 m kolona, heksan, tris-citratni pufer, pH 6.0
coun
ts/s
76
5
3
2
1 11
12 13
109
C
20000
25000
30000
30 m kolona, isooctan, tris-citratni pufer, pH 6.0
coun
ts/s
5
32
1176
A
Zaključki in ugotovitve• Razvite metode so občutno skrajšale čas analize z GC-ICP-MS• Posledica je prihranek energije, časa in možnost analize večje količine vzorcev v istem času• Metoda omogoča simultano določanje 12 OKS v okoljskih
0
5000
10000
15000
0 2 4 6 8 10 12 14
time (min)
coun
ts/s
8
4
12 13
1415
3000015 m kolona, heksan, acetatni pufer, pH 4.8
3D
2500015 m kolona, isooctan, tris-citrani pufer, pH 6.0 B
0
5000
10000
15000
0 5 10 15time (min)
coun
ts/s
1
4
12
1110
9
8
76
1514
13
vzorcih.• Fostatni in karbonatni pufer nista uporabna za ekstrakcijo OKS v morskih vzorcih zaradi izobarjanja soli.• Ugotovili smo da je TRIS/citratni pufer pri pH 6.0 optimalni za analizo OKS v okoljskih vodnih vzorcih.5000
10000
15000
20000
25000
3000015 m kolona, heksan, acetatni pufer, pH 4.8
coun
ts/s
14
1312
1110
9
8
76
5
4
32
1
155000
10000
15000
20000
25000
coun
ts/s
111
109
8
765
4
3
2
1514
1312
analizo OKS v okoljskih vodnih vzorcih.• Ekstrakcija z heksanom je repruducibilna in da stabilen signal preiskovanih OKS.
0
0 2 4 6 8 10 12 14
time (min)
4
0
0 2 4 6 8 10 12 14time (min)
84
1 – TMeT, 2 – DMeT, 3 – MMeT, 4 – Sn , 5 – MBT, 6 – TPrT, 7 – DBT, 8 – MPhT, 9 – TBT, 10 –MOcT, 11 – TeBuT, 12 – DPhT, 13 – DOcT, 14 – TPhT, 15 – TOcT
