شناسایی و اندازه گیری ترکیبات آلی فرار (VOCs) به وسیله گاز کروماتوگرافی و طیف سنجی جرمی

شناسایی و اندازه گیری ترکیبات آلی فرار (VOCs) به وسیله گاز کروماتوگرافی و طیف سنجی جرمی

مقدمه:

بخارات آلی فرار عبارتند از ترکیبات آلی که دارای فشار بخار بیش از mmHg 0.1 در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد و فشار mmHg ۷۶۰ باشند. و ترکیبات آلی فرار (Volatile Organic Compounds) از منابع مختلف طبیعی و غیر طبیعی به وجود می آیند از جمله منازل و محیط کار [۲] و بطور عمومی امکان مواجهه با VOCs در استفاده از دخانیات، استفاده از تولیدات نفتی و حتی هنگام کلرینه کردن آب وجود دارد [۲]. این ترکیبات به عنوان بیشترین میزان آلودگی منتشره از طریق فرآیندهای صنعتی شناخته شده اند.

• VOCs مهمترین منابع آلودگی هوای داخل ساختمان ها می باشند و یکی از دلایل مهم بیماری سندرم ساختمان به شمار می آیند.
• مطالعه ای که Jiayu Xu در پکن انجام داده، نشان می دهد که مهمترین منابع انتشار VOCs در هوای شهرها، وسایل نقلیه، سوختن زغال سنگ و انتشار توسط صنایع می باشند.
• مواجهه طولانی مدت با VOCs امکان ابتلاء به سرطان مثانه، سرطان خون، آسیب سیستم عصبی، تاثیر زیان آور بر جنین و همچنین تحریک و التهاب مخاط چشم و راه های هوایی را افزایش می دهد.
• بوی نامطبوع VOCs منتشره از صنایع یکی از دلایل اصلی نارضایتی مردم است.
• VOCs جزء پارامترهای مهم جهت ارزیابی کیفیت هوای داخل و خارج محیط زندگی و کار است و جهت بررسی و تخمین اثرات زیان آور مواجهه با VOCs روش های مختلفی وجود دارد، از جمله اندازه گیری VOCs و متابولیت های آنها در هوای تنفسی، ادرار، خون و همچنین بررسی مستقیم اثرات زیان آور VOCs در افرادی که در تماس با این ترکیبات می باشند (۲).
• اندازه گیری متابولیت های VOCs در ادرار جهت بررسی مواجهه شغلی با برخی از این ترکیبات مانند بنزن، استایرن و تتراکلرواتان روشی مناسب می باشد.
• سنجش VOCs در هوای بازدم یک روش غیر تهاجمی می باشد و اطلاعاتی درباره میزان این ترکیبات در خون ارائه می دهد که نشان دهنده مقدار VOCs در بافت هاست.
• بررسی VOCs در هوای بازدم یکی از روش های تشخیص برخی از بیماری هاست مثلا میان برخی از VOCs در هوای بازدم با بیماری سرطان ریه ارتباط نزدیکی یافت شده است
• مطالعه ی Van Berkel در سال ۲۰۰۶ ارتباط میان دوازده ترکیب آلی فرار در هوای بازدم با فیبروز سیستیک را نشان داده است.
• پژوهشی انجام شده توسط Phillips در سال ۲۰۰۷ نشان داد که وجود VOCs در هوای بازدم دارای حساسیت و دقت بالایی برای تشخیص سل ریوی است. به طور کلی آنالیز هوای بازدم و اندازه گیری VOCs، معیاری برای نشان دادن سلامتی و ابزاری برای تشخیص بیماری هاست.

روش کار:

نمونه برداری بر روی جاذب های سطحی جامد (زغال فعال، کربوترب، کروموزوب و …) و جاذب های مایع (جذب در حلال هایی مانند هگزان) روش گسترده و مناسبی جهت نمونه برداری VOCs از هوا است. ولی این روشها دارای محدودیت هایی نیز می باشند . به عنوان مثال در خصوص جاذب های سطحی جامد جهت نمونه برداری از VOCs می توان گفت که آمین ها، آلدئیدها و هیدروکربن های آروماتیک بر روی جاذب های ویژه بهتر جمع آوری شده و انتخاب پذیری بالایی دارند [۳].

گاز کروماتوگرافی روش انتخابی برای جداسازی طیف وسیعی از ترکیبات آلی فرار در محیط گازی و مایع می باشد. ترکیبات جدا شده توسط دستگاه طیف سنجی جرمی شناسایی می شوند. جهت اندازه گیری کمی این ترکیبات از آشکار ساز شعله ای یونی (FID) بطور گسترده ای استفاده می گردد [۱, ۸. و ستونهای مورد استفاده جهت شناسایی و اندازه گیری VOCs از نوع موئین بوده (جدول 1) و همچنین از برنامه ریزی دمایی متنوعی نیز استفاده می شود (جدول ۲) .

دستگاه گاز کروماتوگرافی طیف سنجی جرمی با بازیافت حرارتی (GC/MS-TD)

طیف سنجی جرمی با بازیافت حرارتی روش گاز کروماتوگرافی (GC/MS -TD) یکی از رایج ترین روش ها برای شناسایی و تعیین مقدار طیف وسیعی از ترکیبات آلی قطبی و غیرقطبی در غلظت های میکروگرم بر متر مکعب می باشد و دارای قابلیت انتخاب و تکرار پذیری بالایی است. در بیشتر مطالعات انجام شده دمای حمل نمونه و نگهداری آن ۴ درجه سانتیگراد می باشد.

جدول ۱: ستونهای موئین در دستگاه GC / MS  جهت شناسایی و اندازه گیری Vocs

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ مطالعه و ارزیابی کیفیت هوای محیط های داخلی

⇐ شناسایی و اندازه گیری آلودگی های گازی زیست محیطی

⇐ پایش آلاینده های هوا در سیستم مدیریت HSE