Heksabromisyklododekaanin määritys EPS- ja XPS-eristeistä : menetelmän kehitys

Abstract

Heksabromisyklododekaani (HBCD) on bromattuihin palonsuoja-aineisiin (BFR) kuuluva yhdiste, jota käytettiin yleisesti eristeiden, pakkausmateriaalien ja tekstiilien suojaamiseen. Sitä käytettiin etenkin rakennuseristeiksi valmistetun EPS- ja XPS-polystyreenin lisäaineena. Vuonna 2013 HBCD lisättiin Yhdistyneiden kansakuntien ympäristöohjelman Tukholman sopimukseen, joka rajoittaa niin kutsuttujen POP-yhdisteiden, pysyvien orgaanisten yhdisteiden, käyttöä ja päästöjä. HBCD:n valmistaminen ja sitä sisältävien materiaalien käyttökielto astui Euroopan unionissa voimaan vuonna 2015.

Opinnäytetyö oli osa Tampereen ammattikorkeakoulun ja Suomen ympäristökeskuksen projektia, jossa selvitettiin rakennuspurkujätteen sisältämiä HBCD-pitoisuuksia. Opinnäytetyön tavoite oli kehittää laboratorioanalyysi, joka soveltuu EPS- ja XPS-polystyreenijätteelle HBCD:n kvantitatiiviseen määritykseen. Opinnäytetyön tarkoitus oli perehtyä jo olemassa olevaan tutkimustietoon, valita sopiva analyysilaite ja kehittää sille analyysimenetelmä HBCD:n määritykseen EPS- ja XPS-muoveista.

Analyysilaitteeksi valittiin kaasukromatografi liekki-ionisaatiodetektorilla, GC-FID. Menetelmän kehityksessä etsittiin HBCD:n analysointiin sopiva GC-kapillaarikolonni, selvitettiin sopivat laiteparametrit ja kehitettiin näytteenkäsittelyä muovinäytteiden saattamiseksi analysoitavaan muotoon.

Työn tuloksena HBCD:lle kehitettiin analyysimenetelmä, jonka toimivuutta tarkasteltiin osittaisella validoinnilla ja joka todettiin soveltuvaksi vaaditun tarkkuuden puitteissa. Täydellisen validoinnin suorittaminen olisi vaatinut HBCD:tä sisältävän standardimateriaalin, mutta mahdollisia jatkotutkimuksia ajatellen tulokset olivat lupaavia ja hyödyllisiä.

Työn tuloksista pääteltiin, että HBCD:n määritys EPS- ja XPS-muovista on mahdollista tehdä kaasukromatografilla. Kehitettävää myös löydettiin, etupäässä näytteenkäsittelyprosessissa saannon parantamiseksi ja näyteliuosten säilyvyyden selvittämisessä.

Hexabromocyclododecane (HBCD) is a brominated flame retardant (BFR) and was classified as a persistent organic pollutant (POP). A ban on the manufacturing and use of HBCD in EU came into effect on 21 August 2015.

The aim of this thesis was to develop a method for quantitative analysis of HBCD in EPS and XPS foam waste. The purpose was to study existing research information, choose a suitable instrument and develop a method for analyzing HBCD contents of EPS and XPS foams.

The instrument chosen was a gas chromatograph with a flame ionization detector, GC-FID. Method development consisted of choosing a right GC column and parameters as well as developing a way to prepare the foam samples for analysis.

The method was found suitable in a partial validation process. Due to the lack of standardized reference samples a throughout validation of the method was not possible but the results should be useful for any future research on the subject.

The results showed that it is possible to analyze the HBCD content of EPS and XPS foams by GC-FID. However, the sample preparation process and determination of the sample preservation time need more research.