The continuous development of human activities means that the environment is increasingly exposed to organic pollutants which find their way into watercourses. One of the most serious threats exists from products of the petroleum industry which can result in environ- mental contamination and toxicity to life. Products of the petroleum industry can also constitute a fire hazard and may be used as accelerants by arsonists to increase the rate and intensity of a fire [1,2]. The most commonly used accelerants are liquids, particularly petrol, diesel, kerosene and complex mixtures of hydrocarbons obtained from the fractional distillation of crude oil due to their low cost and ready availability [3–8].
Hydrocarbon products which originate from the petroleum industry are complex in terms of chemical composition and pose analytical chal- lenges in terms of extraction and analysis. For example accelerants may be composed of hundreds of compounds and analysis of these products may be complicated after a fire by the presence of pyrolysis products formed from the combustion of common household items including plastics, woods and carpets [9]. Therefore, it is necessary to prepare samples for analysis by isolating the components from a complex ma- trix and enrichment prior to final determination. Ideally, this approach should minimize any possible background interferences, while avoiding sample loss and improving detection limits. Numerous extraction techniques are available often using liquid–liquid extraction (LLE). Commonly used solvents for extraction are dichloromethane [10], ethers and carbon disulfide [11–14]. Although LLE is relatively sim- ple and inexpensive, it has many drawbacks, among them the need to use large quantities of solvents. In order to achieve the desired enrichment factor, the excess solvent requires removal by evapora- tion, and extract cleanup may also be necessary. Additionally, there is a risk of emulsions forming during agitation. This technique is useful for extracting empty containers and for small samples [15]. Huang et al. [16] applied a second form of solvent extraction for arson debris using su- percritical fluid extraction (SFE). The recoveries of various ignitable liquid residues from carpet were above 80% with a low degree of co-extraction of interfering compounds. Other traditionally used sample preparation techniques are steam and vacuum distillation, which have been applied to complex matrices. Steam distillation [17] is used for large amounts of ignitable liquids in samples and commonly, the extraction solvent is n-hexane, which provides high recovery efficiency. Vacuum distillation is useful in the case of fragile samples such as burned documents. Howev- er, the time of distillation and use of hazardous solvents outweigh the benefits [2]. In addition the pre-concentration of analytes on activated charcoal strips (ACS) [18,19] and Tenax GC [20,21] have been the most commonly used sorbents for evaluation, but may require the use of hazardous solvents and/or additional thermal desorption equipment.
Single-drop microextraction (SDME) is a simple, inexpensive meth- od of preparing samples with analyte isolation and preconcentration taking place in a single step [22]. This technique was applied by Xiong et al. [23] to determine light hydrocarbons C6–C12 in petroleum and aqueous samples. Under optimum extraction conditions (1.5 μL drop of n-hexadecane, 30 min extraction of 5 mL aqueous sample and stirring at 1000 rpm at room temperature) limits of detection (LODs) were in the range of 0.26–4.33 μg L− 1 and relative standard deviations (RSD) were 3.8–6.1%. In comparison with traditional LLE, the ratio of solvent to sample is small, and SDME is easily ap- plied. However, some disadvantages have been noted and included: the difficulty of achieving a stable organic drop, air bubble formation, equilibrium process is slow resulting in time-consuming extraction in most cases.
Solid-phase microextraction (SPME) was developed in 1989 [24] and is a solventless extraction and which has been used to identify pe- troleum products in real arson-suspected fire debris samples [9,25–33]. SPME is an excellent alternative for traditional extraction techniques, and can be divided into Direct Immersion (DI-SPME) and Headspace (HS-SPME) types, depending on where the fiber is situated. Many of the advantages of SDME also apply here, for example SPME reduces the extraction time by 10–20 min in comparison with activated char- coal strips (ACS) [34], shows greater sensitivity in detecting gasoline in a study at levels where other passive methods have failed [29] and is unaffected by interferences from the pyrolysis products of wood and plastics [35]. In addition headspace sampling eliminates interfer- ences, can be used when aqueous media are present and has the ability to be used in the field. Therefore in fire investigation, HS-SPME is poten- tially useful due to complex matrix composition and potentially high water content. DI-SPME has been applied to the recovery of accelerants and explosives from aqueous samples [36,37], but a SPME method has not been reported so far. Water samples represent 5% of all samples for fire investigation [9] and liquid matrix membrane SPME has been applied to complex and dirty matrices [38]. Direct-contact SPME has been applied to soil by Yoshida et al. [39], with the technique also used for identification of ignitable liquids from human skin [27]. The SPME method, compared with traditional LLE, limits loss of petroleum products during the sampling procedure since the process incorporates extraction, concentration and injection into a single step, which, in turn, makes it more time efficient. Additionally, the HS mode provides a lon- ger lifetime of the fiber and protects the fiber from any adverse effects that may occur due to non-volatile, high molecular weight substances in the real samples. This allows determination of petroleum products in low levels of concentrations with greater accuracy and precision.
The objective of this study was to develop and apply a procedure to determine products of the petroleum industry in aqueous samples using headspace SPME with a fiber for sampling and GC–FID for anal- ysis. Parameters of extraction (time, temperature, agitation rate, con- tent of salt), and the time and temperature of desorption in the gas chromatograph injector were selected. The procedure was validated and applied to analyze water contaminated by unleaded petrol and water used to extinguish a simulated fire.
การพัฒนาอย่างต่อเนื่องของกิจกรรมของมนุษย์หมายความว่าสภาพแวดล้อมที่ได้รับการเปิดเผยมากขึ้นเพื่อสารมลพิษอินทรีย์ที่หาทางเข้าไปในแหล่งน้ำ หนึ่งในภัยคุกคามที่ร้ายแรงที่สุดที่มีอยู่จากผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรมปิโตรเลียมซึ่งจะส่งผลในการปนเปื้อนสิ่งแวดล้อมและความเป็นพิษต่อชีวิตผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรมปิโตรเลียมยังสามารถก่อให้เกิดอันตรายจากไฟและอาจถูกนำมาใช้เป็น accelerants โดยวางเพลิงเพื่อเพิ่มอัตราการและความรุนแรงของการเกิดไฟไหม้ [1,2] accelerants ใช้กันมากที่สุดเป็นของเหลวโดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำมันดีเซลน้ำมันก๊าดและสารผสมที่ซับซ้อนของสารไฮโดรคาร์บอนที่ได้จากการกลั่นส่วนน้ำมันดิบเนื่องจากต้นทุนต่ำของพวกเขาและเตรียมความพร้อม [3-8]
.ผลิตภัณฑ์ไฮโดรคาร์บอนที่มาจากอุตสาหกรรมปิโตรเลียมมีความซับซ้อนในแง่ขององค์ประกอบทางเคมีและก่อให้เกิดการวิเคราะห์ Chal นี้ท้าทายในแง่ของการสกัดและการวิเคราะห์ตัวอย่างเช่น accelerants อาจจะประกอบด้วยหลายร้อยของสารและการวิเคราะห์ของผลิตภัณฑ์เหล่านี้อาจจะมีความซับซ้อนหลังจากที่ไฟไหม้จากการปรากฏตัวของผลิตภัณฑ์ไพโรไลซิเกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของรายการครัวเรือนทั่วไปรวมทั้งพลาสติก, ไม้และพรม [9] ดังนั้นมันเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อเตรียมความพร้อมสำหรับการวิเคราะห์ตัวอย่างโดยการแยกชิ้นส่วนจากการที่ซับซ้อน ma-Trix และการตกแต่งก่อนที่จะมีการตัดสินใจขั้นสุดท้าย นึกคิดวิธีการนี้ควรจะลดการรบกวนพื้นหลังที่เป็นไปได้ขณะที่หลีกเลี่ยงการสูญเสียตัวอย่างและปรับปรุงข้อ จำกัด การตรวจสอบ เทคนิคการสกัดจำนวนมากมักจะมีการใช้การสกัดของเหลวของเหลว (lle)ตัวทำละลายที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการสกัดเป็นไดคลอโรมีเทน [10] อีเทอร์และซัลไฟด์คาร์บอน [11-14] แม้ว่า lle ค่อนข้างซิมเปิ้ลและราคาไม่แพง แต่ก็มีข้อเสียมากมายในหมู่พวกเขาจำเป็นต้องใช้ปริมาณมากของตัวทำละลาย เพื่อให้บรรลุปัจจัยการตกแต่งที่ต้องการตัวทำละลายส่วนเกินต้องกำจัดโดย evapora-tion และล้างสารสกัดนี้ยังอาจมีความจำเป็น นอกจากนี้มีความเสี่ยงของอิมัลชันในระหว่างการสร้างความปั่นป่วน เทคนิคนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับการสกัดภาชนะบรรจุที่ว่างเปล่าและตัวอย่างขนาดเล็ก [15] huang ตอัล [16] ใช้รูปแบบที่สองของการสกัดด้วยตัวทำละลายในการลอบวางเพลิงโดยใช้เศษ su-percritical สกัดของเหลว (SFE)การกลับคืนของของเหลวติดไฟตกค้างต่างๆจากพรมอยู่เหนือ 80% มีระดับต่ำของผู้ร่วมการสกัดสารรบกวน อื่น ๆ ที่ใช้เทคนิคแบบดั้งเดิมเตรียมตัวเป็นสูญญากาศอบไอน้ำและการกลั่นที่ได้รับนำไปใช้กับการฝึกอบรมที่ซับซ้อน การกลั่นไอน้ำ [17] ที่ใช้สำหรับการจำนวนมากของของเหลวที่ติดไฟได้ในตัวอย่างและทั่วไปตัวทำละลายในการสกัดเป็น n-เฮกเซนซึ่งมีประสิทธิภาพการกู้คืนสูง การกลั่นสูญญากาศจะเป็นประโยชน์ในกรณีของตัวอย่างที่เปราะบางเช่นเอกสารที่ถูกเผา howev-เอ้อเวลาของการกลั่นและการใช้ตัวทำละลายที่เป็นอันตรายเกินดุลประโยชน์ [2] นอกจากนี้ก่อนที่ความเข้มข้นของสารที่ใช้งานแถบถ่าน (ACS) [18,19] และ Tenax GC [2021] ได้รับตัวดูดซับที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการประเมินผล แต่อาจต้องใช้ตัวทำละลายที่เป็นอันตรายและ / หรืออุปกรณ์ที่ดูดซับความร้อนเพิ่มเติม.
เดียววาง microextraction (sdme) เป็นง่ายราคาไม่แพง meth-od การเตรียมกลุ่มตัวอย่างที่มีการแยกวิเคราะห์ และ preconcentration ที่เกิดขึ้นในขั้นตอนเดียว [22] เทคนิคนี้ถูกนำมาใช้โดย Xiong ตอัล[23] เพื่อตรวจสอบสารไฮโดรคาร์บอนแสง c6-c12 ในปิโตรเลียมและตัวอย่างน้ำ ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสมในการสกัด (ลดลง 1.5 ไมโครลิตรของ n-hexadecane, 30 นาทีสกัดจาก 5 มล. ตัวอย่างน้ำและตื่นเต้นที่ 1000 รอบต่อนาทีที่อุณหภูมิห้อง) ข้อ จำกัด ของการตรวจสอบ (Lods) อยู่ในช่วง 0.26-4.33 ไมโครกรัมต่อลิตร-1 และญาติ ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน (RSD) เป็น 3.8-6.1% เมื่อเทียบกับ lle แบบดั้งเดิมอัตราส่วนของตัวทำละลายกับตัวอย่างที่มีขนาดเล็กและเป็นได้อย่างง่ายดาย sdme AP-ป่าไม้ แต่ข้อเสียบางส่วนได้รับการตั้งข้อสังเกตและรวม. ความยากลำบากในการบรรลุเป้าหมายการลดลงของสารอินทรีย์ที่มีความเสถียร, การสร้างฟองอากาศกระบวนการสมดุลช้ามีผลในการสกัดใช้เวลานานในกรณีส่วนใหญ่
เฟสของแข็ง microextraction (spme) ได้รับการพัฒนาในปี 1989 [24] และการสกัด solventless และที่ได้รับการใช้ในการระบุผลิตภัณฑ์ PE-troleum ในการลอบวางเพลิง-สงสัยตัวอย่างเศษไฟจริง [9,25-33] spme เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับเทคนิคการสกัดแบบดั้งเดิมและสามารถแบ่งออกเป็นแช่โดยตรง (di-spme) และช่องว่างเหนือของเหลว (HS-spme) ประเภทขึ้นอยู่กับที่เส้นใยตั้งอยู่ หลายข้อได้เปรียบของ sdme ยังใช้ที่นี่เช่น spme ช่วยลดเวลาในการสกัดโดย 10-20 นาทีเมื่อเทียบกับการเปิดใช้งานแถบถ่านถ่านหิน (ACS) [34]แสดงให้เห็นถึงความไวมากขึ้นในการตรวจสอบน้ำมันในการศึกษาในระดับที่วิธีการแบบอื่น ๆ ได้ล้มเหลว [29] และได้รับผลกระทบจากการรบกวนจากการไพโรไลซิผลิตภัณฑ์จากไม้และพลาสติก [35] นอกจากนี้ช่องว่างเหนือของเหลวสุ่มตัวอย่างกำจัด interfer-ences สามารถนำมาใช้เมื่อตัวกลางที่เป็นของเหลวอยู่ในปัจจุบันและมีความสามารถที่จะใช้ในสนาม ดังนั้นในการตรวจสอบไฟHS-spme เป็นประโยชน์เนื่องจากองค์ประกอบเมทริกซ์ที่ซับซ้อนและมีปริมาณน้ำสูงอาจ poten-tially di-spme ได้รับนำไปใช้กับการฟื้นตัวของ accelerants และวัตถุระเบิดจากตัวอย่างน้ำ [36,37] แต่วิธี spme ยังไม่ได้รับรายงานจนถึงขณะนี้ตัวอย่างน้ำเป็นตัวแทนของ 5% ของกลุ่มตัวอย่างทั้งหมดสำหรับการตรวจสอบไฟ [9] และเมทริกซ์ของเหลวเยื่อ spme ได้รับนำไปใช้กับการฝึกอบรมที่ซับซ้อนและสกปรก [38] โดยตรงติดต่อ spme ได้รับนำไปใช้กับดินโดย yoshida ตอัล [39] ด้วยเทคนิคนี้ยังใช้เพื่อระบุตัวตนของของเหลวที่ติดไฟได้จากผิวหนังของมนุษย์ [27] วิธี spme เมื่อเทียบกับ lle แบบดั้งเดิมการสูญเสียข้อ จำกัด ของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมในระหว่างขั้นตอนการเก็บตัวอย่างตั้งแต่กระบวนการประกอบด้วยการสกัดความเข้มข้นและการฉีดเข้าไปในขั้นตอนเดียวซึ่งในที่สุดก็จะทำให้เวลามีประสิทธิภาพมากขึ้น นอกจากนี้โหมด HS ให้อายุการใช้งาน LON-ร็อคกี้ของเส้นใยและปกป้องเส้นใยจากผลข้างเคียงใด ๆ ที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการไม่ระเหยสารที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงในตัวอย่างจริง นี้จะช่วยให้การตัดสินใจของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมในระดับต่ำของความเข้มข้นที่มีความถูกต้องและแม่นยำมากขึ้น.
วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการพัฒนาและใช้ขั้นตอนในการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรมปิโตรเลียมในตัวอย่างน้ำโดยใช้ช่องว่างเหนือของเหลว spme มีเส้นใยสำหรับการสุ่มตัวอย่างและ GC -fid เพื่อทางทวารหนัก-ysisพารามิเตอร์ของการสกัด (เวลา, อุณหภูมิ, อัตราการกวน, con-เต็นท์ของเกลือ) และเวลาและอุณหภูมิของการคายในหัวฉีดแก๊สได้รับการแต่งตั้ง ขั้นตอนที่ถูกตรวจสอบและนำไปใช้ในการวิเคราะห์น้ำปนเปื้อนด้วยน้ำมันไร้สารตะกั่วและน้ำที่ใช้ในการดับไฟจำลอง.
การแปล กรุณารอสักครู่..