الكروماتوغرافيا الغازية للحيز الرأسي لتحديد 12 هيدروكربون عطري متطاير في التربة

الهيدروكربونات العطرية المتطايرة في التربة (مثل 12 ملوثًا نموذجيًا بما في ذلك البنزين والتولوين والزيلين والكلوروبنزين) تأتي أساسًا من الأنشطة البشرية مثل الانبعاثات الصناعية ،تسرب النفط، واستخدام المذيبات العضوية. هذه المركبات تظهر سمية ملحوظة، والاستمرارية، وخصائص التراكم الحيوي. يمكن أن تنتقل من خلال السلسلة الغذائية،تشكل تهديداً مباشراً لسلامة المنتجات الزراعية وصحة الإنسان، مع بعض مخاطر السرطانية والتهابات الجسم.

This article references the standard method "Soil and Sediment—Determination of Volatile Aromatic Hydrocarbons—Headspace/Gas Chromatography" (HJ 742-2015) and utilizes the Wayeal’s gas chromatograph GC6100، مجهزة بمستشعر FID ومستعرض أوتوسبيس ، للكشف عن الهيدروكربونات العطرية المتطايرة في التربة.

الكلمات الرئيسية:الهيدروكربونات العطرية المتطايرة؛ الفضاء الرئيسي؛ الكروماتوجرافي الغازي؛ كاشف FID؛ التربة

1طريقة التجربة

1.1 تشكيل الأدوات

الجدول 1 قائمة تكوين نظام الكروماتوجرافيا الغازية

1.2 المواد التجريبية والمعدات المساعدة

محلول مخزن قياسي (1000 ميكروغرام/ميل) من 12 هيدروكربونات عذبة متقلبة: مادة مرجعية معتمدة تم شراؤها من الخارج، وتخزينها في مكان مضاد للضوءظروف محكمة في درجات حرارة أقل من 4 درجة مئوية للتبريد.

الميثانول: من الدرجة الكروماتوغرافية

كلوريد الصوديوم: نوع المفاعل المضمون (مخبوز في 400 درجة مئوية في فرن المفول لمدة 4 ساعات قبل الاستخدام ، تبرد إلى درجة حرارة الغرفة في جهاز تجفيف ،ثم يتم تخزينها في زجاجة زجاجية مطحونة لاستخدامها في وقت لاحق).

حمض الفوسفوريك: GR grade

الرمال الكوارتزية: من نوع المفاعل التحليلي، 20 ‰ 50 mesh

المزلق المتبادل: تردد التذبذب 150 ضربة/دقيقة.

التوازن التحليلي

غاز الناقل: النيتروجين عالي النقاء.

مولد الهيدروجين

مولد هواء

عينة الفضاء الرئيسي الآلي بالكامل: دقة التحكم في درجة الحرارة ± 1 درجة مئوية.

أقراص الرأس: أقراص الرأس الزجاجية (20 مل).

1.3 ظروف الاختبار

1.3.1 شروط مرجعية لجهاز أخذ عينات المجال الرئيسي

درجة حرارة التسخين وتوازن: 85 درجة مئوية

وقت التسخين والتوازن: 50 دقيقة

درجة حرارة صمام الحقن: 100°C

درجة حرارة خط النقل: 110 درجة مئوية

حجم الحقن: 1.0 مل (حلقة العينة).

1.3.2 شروط مرجعية للكروماتوجراف الغازي

عمود الكروماتوجرافية: عمود الشعيرات الشعرية الشمعية، 30 م × 0.32 م × 0.5 ميكرومتر.

برنامج درجة الحرارة: درجة حرارة العمود الأولية من 35 درجة مئوية تحتفظ بها لمدة 6 دقائق؛ تسخينها إلى 150 درجة مئوية بمعدل 5 درجات مئوية/دقيقة وتحتفظ بها لمدة 5 دقائق؛ ثم تسخينها إلى 200 درجة مئوية عند 20 درجة مئوية/دقيقة وتحتفظ بها لمدة 5 دقائق.

معدل تدفق العمود: 1 مل/دقيقة

درجة حرارة منفذ الحقن: 250°C

درجة حرارة الكاشف: 250 درجة مئوية

معدل تدفق الهواء: 300 مل/دقيقة

معدل تدفق الهيدروجين: 40 مل/دقيقة

معدل تدفق المكياج: 10 مل/دقيقة

حقن تقسيم: نسبة تقسيم 5:1

1.4 تحضير المحلول

1.4.1 محلول كلوريد الصوديوم المشبعة

قم بقياس 500 مل من الماء النقي جداً، وقم بتعديل الحموضة إلى ≤2 باستخدام حمض الفوسفور، وأضف 180 غراماً من كلوريد الصوديوم، وقم بحلها ومزجها بعناية. قم بتخزينها في بيئة محمية من الضوء عند درجة حرارة 4 درجة مئوية.

1.4.2 حلول العمل الموحدة الخطية

قم بقياس 25μL و 50μL و 100μL و 250μL و 500μL من محلول الهيدروكربونات العطرية المتطايرة (1000μg/mL) بشكل منفصل في قناني حجمية 5mL تم تعبئتها مسبقًا بكمية صغيرة من الميثانول.ثم يتم تخفيفه إلى الحجم مع الميثانول للحصول على محلول معياري بتركيزات 5μg/mL، 10μg/mL، 20μg/mL، 50μg/mL، و 100μg/mL على التوالي. إضافة 2g من الرمال الكوارتز، 10mL من محلول كلوريد الصوديوم المشبعة،و 10μL من كل من الحلول الخطيّة العاملة القياسية المذكورة أعلاه بشكل متسلسل إلى خمس أقراصهذا التحضير ينتج سلسلة من منحنيات المعايرة من خمس نقاط مع كتل المركبات المستهدفة من 50ng ، 100ng ، 200ng ، 500ng ، و 1000ng ، على التوالي.

2النتائج والمناقشة

2.1 التحليل النوعي للمعايير المرجعية

الشكل 1 الكروماتوجرام الفارغ

الشكل 2 كروماتوجرام للهيدروكربونات العطرية المتطايرة محلول قياسي (500 نانج)

الجدول 2 المعايير الكروماتوجرافية للهيدروكربونات العطرية المتطايرة (500 نغمة)

ملاحظة: كما هو موضح في الرسم البياني أعلاه، فإن الدقة بين قمم الرسم البياني لجميع مركبات الهيدروكربونات العطرية المتطايرة تتجاوز 1.5، تلبي متطلبات التحليل التجريبي.

2.2 خطية

Fig 3 Standard Curves and Correlation Coefficients of Volatile Aromatic Hydrocarbons

Note: The standard working curve for the volatile aromatic hydrocarbons tested in this analysis was constructed at mass levels of 50ng, 100ng, 200ng, 500ng, and 1000ng. All components showed excellent linearity with correlation coefficients exceeding 0.999, meeting the requirements for experimental analysis.

2.3 Precision

الشكل 3 المنحنيات القياسية ومؤشرات الارتباط للهيدروكربونات العطرية المتطايرة

ملاحظة: تم بناء منحنى العمل القياسي للهيدروكربونات العطرية المتطايرة التي تم اختبارها في هذا التحليل عند مستويات كتلة 50ng، 100ng، 200ng، 500ng، و 1000ng.أظهرت جميع المكونات خطية ممتازة مع معامل الارتباط يزيد عن 0.999، تلبي متطلبات التحليل التجريبي.

2.3 الدقة

الشكل 4 كروماتوجرام للهيدروكربونات العطرية المتطايرة محلول قياسي (50ng)

الشكل 5 كروماتوجرام للهيدروكربونات العطرية المتطايرة (200ng)

الشكل 6 كروماتوجرام للهيدروكربونات العطرية المتطايرة محلول قياسي (1000 نانج)

الجدول 3 معايير تصوير الصبغ الدقيق

ملاحظة: تم إجراء ستة تحليلات تكرارية لعينات هيدروكربونات عذبة متقلبة بمستويات كتلة 50ng، 200ng، و 1000ng. كانت الانحرافات القياسية النسبية (RSDs) في نطاق 0.6 ∼ 3.2%,1.6 إلى 3.1٪ و 1.4 إلى 3.2٪ على التوالي. الاختلافات النسبية لذروات الكروماتوجرافية لجميع المركبات تتوافق مع المتطلبات القياسية.

2.4 حدود الكشف

الشكل 7 كروماتوجرام الحد من محلول الكشف (50ng)

الجدول 4 طريقة LOD والحد الأدنى لتحديد لكل مكون من الهيدروكربونات العطرية المتطايرة.

تم حقن محلول الهيدروكربونات العطرية المتطايرة (50ng) مراراً وتكراراً ثماني مرات. استناداً إلى الحسابات، عندما تكون كمية عينة التربة 2 غرام،حدود الكشف عن الطريقة لـ 12 هيدروكربونات عذبة متقلبة تتراوح من 0.7μg/kg إلى 3.0μg/kg، وتتراوح الحدود السفلية لتحديد من 2.8μg/kg إلى 12.0μg/kg، وكلها تلبي المتطلبات القياسية.

2.5 اختبار العينات

الشكل 8 كروماتوجرام عينة التربة

ضع وزن 2 غرام من العينة في قنينة مساحة الرأس، وأضف على الفور 10. 0 مل من محلول كلوريد الصوديوم المشبعة، وأغلق فورا.هز القارورة على جهاز هز متبادل بمعدل 150 ضربة/ دقيقة لمدة 10 دقائقأظهر التحليل أنه لم يتم اكتشاف أي مركبات من سلسلة البنزين في عينة التربة.

2.6 اختبار الاسترداد المرتفع

الشكل 9 كروماتوجرام عينة التربة الملتوية (مستوى التلتوية: 100μg/kg).

الجدول 5-1 استرداد عينة التربة (مستوى الإزدياد: 25μg/kg).

الجدول 5-2 استرداد عينة التربة مع زيادة (مستوى زيادة: 100μg/kg)

الجدول 5-3 استرداد عينة التربة مع زيادة (مستوى زيادة: 500μg/kg)

تم إجراء التحليلات على عينات التربة المزروعة بمستويات 25μg/kg و 100μg/kg و 500μg/kg. وكانت نطاقات الاسترداد المزروعة لـ 12 مركبًا مستهدفًا 92.4٪/ 99.8٪، 87.7٪/ 103.7٪، و 94.9٪/ 101.6٪،على التوالي.

3الاستنتاج

استخدمت هذه الطريقة الكروماتوغرافية الغازية في الفضاء الرئيسي GC6100 من Wayeal، مجهزة بمستشعر FID ومستعرض ذاتي في الفضاء الرئيسي، للكشف عن الهيدروكربونات العطرية المتطايرة في التربة.تشير النتائج التجريبية إلى أن الدقة بين قمم الكروماتوجرافيا لجميع مركبات الهيدروكربونات العطرية المتطايرة أكبر من 1.5، تلبي متطلبات التحليل التجريبي عندما تتراوح كتلة منحنى العمل القياسي من 50 إلى 1000ngجميع المكونات في الحل القياسي أظهرت خطية ممتازة مع معامل الارتباط يزيد عن 0.999، تلبية متطلبات التحليل التجريبي. نتائج اختبار الدقة، وحدات الكشف عن الطريقة، الحدود السفلية للكميات،وتجارب الاسترداد المتزايدة جميعها تتوافق مع المتطلبات القياسيةيمكن استخدام هذه الطريقة للكشف عن الهيدروكربونات العطرية المتطايرة في التربة