Polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen (PAH) GC-MS-analysointimenetelmän validointi ja menetelmänkehitys
Keituri, Olli-Pekka (2017)
Keituri, Olli-Pekka
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017112518154
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2017112518154
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä selostetaan Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston priorisoimien polysyklisten aromaattisten hiilivety-yhdisteiden (EPA-PAH 16) määrittämiseen käytetyn analyysimenetelmän validointi. Opinnäytetyö toteutettiin sisäilman ja rakennusmateriaalien haitta-aineanalytiikkaan erikoistuvassa laboratorioalan yrityksessä Ositum Oy.
Validoinnin kohde oli Ositum Oy:ssä käyttöönotettu kemiallinen analyysimenetelmä, jossa PAH-yhdisteet uutetaan sekoituksessa rakennusmateriaalipohjaisista näytteistä tolueeniin ja määritetään kaasukromatografi-massaspektrometrillä (GC-MS). Menetelmä mukailee standardeja ISO 18287 ja SFS-EN 15527, mutta on niitä suoraviivaisempi.
Validoinnissa tolueeniuuttomenetelmän referenssimenetelmänä käytettiin standardin ISO 18287 menettelyä A, jossa näytteet uutetaan sekoituksessa kahteen liuottimeen, asetoniin ja petrolieetteriin. Vesihuuhtelun myötä PAH-yhdisteet liukenevat petrolieetteriin, josta ne määritetään GC-MS-laitteistolla. Kummankin menetelmän oikeellisuutta arvioitiin käyttäen hiekkaa ja bitumia näytematriiseina. Täsmällisyyden testaamisessa käytettiin yritykseen lähetettyjä koostumuksiltaan erilaisia asiakasnäytteitä. PAH-yhdistekohtaista spesifisyyttä, selektiivisyyttä, tarkkuutta, ja toteamis- ja määritysrajoja vertailtiin menetelmien välillä.
Tolueeniuuttomenetelmän osoitettiin validoinnin myötä saavuttavan referenssimenetelmän asettamat tavoitteet. Rakennusmateriaalipohjaisten näytteiden sisältämät PAH-yhdisteet kyetään menetelmällä toteamaan ja määrittämään standardiin ISO 18287 verrannollisella tarkkuudella. Interferenssiä aiheuttavan bitumin havaittiin niin tolueeniuuttomenetelmässä kuin referenssimenetelmässä heikentävän määritysten oikeellisuutta ja nostavan varsinkin heikosti haihtuvien PAH-analyyttien toteamis- ja määritysrajoja.
Bitumimatriisista aiheutuvan interferenssin vaikutuksia pyrittiin lievittämään vaihtoehtoisella esikäsittelymenetelmällä tolueeniuuttomenetelmän kehittämiseksi. Standardin ISO 18287 kaltaisessa vaihtoehtoisessa esikäsittelyssä näyte uutettiin kahteen liuottimeen, asetoniin ja tolueeniin interferenssiä aiheuttavien komponenttien karsimiseksi. Tämän havaittiin olevan sinällään riittämätön toimenpide: PAH-määritykset bitumipohjaisista näytteistä edellyttävät tolueeniuuttomenetelmän laajempaa kehittämistä.
Validoinnin kohde oli Ositum Oy:ssä käyttöönotettu kemiallinen analyysimenetelmä, jossa PAH-yhdisteet uutetaan sekoituksessa rakennusmateriaalipohjaisista näytteistä tolueeniin ja määritetään kaasukromatografi-massaspektrometrillä (GC-MS). Menetelmä mukailee standardeja ISO 18287 ja SFS-EN 15527, mutta on niitä suoraviivaisempi.
Validoinnissa tolueeniuuttomenetelmän referenssimenetelmänä käytettiin standardin ISO 18287 menettelyä A, jossa näytteet uutetaan sekoituksessa kahteen liuottimeen, asetoniin ja petrolieetteriin. Vesihuuhtelun myötä PAH-yhdisteet liukenevat petrolieetteriin, josta ne määritetään GC-MS-laitteistolla. Kummankin menetelmän oikeellisuutta arvioitiin käyttäen hiekkaa ja bitumia näytematriiseina. Täsmällisyyden testaamisessa käytettiin yritykseen lähetettyjä koostumuksiltaan erilaisia asiakasnäytteitä. PAH-yhdistekohtaista spesifisyyttä, selektiivisyyttä, tarkkuutta, ja toteamis- ja määritysrajoja vertailtiin menetelmien välillä.
Tolueeniuuttomenetelmän osoitettiin validoinnin myötä saavuttavan referenssimenetelmän asettamat tavoitteet. Rakennusmateriaalipohjaisten näytteiden sisältämät PAH-yhdisteet kyetään menetelmällä toteamaan ja määrittämään standardiin ISO 18287 verrannollisella tarkkuudella. Interferenssiä aiheuttavan bitumin havaittiin niin tolueeniuuttomenetelmässä kuin referenssimenetelmässä heikentävän määritysten oikeellisuutta ja nostavan varsinkin heikosti haihtuvien PAH-analyyttien toteamis- ja määritysrajoja.
Bitumimatriisista aiheutuvan interferenssin vaikutuksia pyrittiin lievittämään vaihtoehtoisella esikäsittelymenetelmällä tolueeniuuttomenetelmän kehittämiseksi. Standardin ISO 18287 kaltaisessa vaihtoehtoisessa esikäsittelyssä näyte uutettiin kahteen liuottimeen, asetoniin ja tolueeniin interferenssiä aiheuttavien komponenttien karsimiseksi. Tämän havaittiin olevan sinällään riittämätön toimenpide: PAH-määritykset bitumipohjaisista näytteistä edellyttävät tolueeniuuttomenetelmän laajempaa kehittämistä.