Химически анализ със спецификация

Химическият анализ (със спецификация) е начин за разделяне, идентифициране и измерване на различните съединения, които се намират в проба от въздух с миризма. Трудно е да се използва този метод за измерване на миризмите, тъй като наличието на различни химични съединения може да има различни ефекти, когато се комбинира с други - някои комбинации могат да засилят миризмата, докато други могат да уравновесят.

Какво е това?

Химическият анализ (със спецификация) на емисии на миризми се състои в пълното идентифициране и количествено определяне на химични съединения причиняващи миризми в проба с миризма. Това е „инструментален анализ“, защото изследва миризмите с помощта на инструменти. За анализ на миризмите са необходими чувствителни и мощни инструменти.

За тази цел могат да се приложат различни инструменти: основната техника Газова хроматография, съчетана с мас спектрометрия (GC-MS). GC - MS е техника, която комбинира способността за разделяне на газовата хроматография (GC) с масспектрометрията (MS), която позволява идентифициране на отделените съединения (фигура 1).

Фигура 1. Масова спектрометрия Анимация от eLearn.Punjab on Vimeo.

Газовата хроматография може да разделя молекули в зависимост от техните химико-физични свойства: молекулите се движат по колоната на GC и достигат до MS детектора в различно време (наречено време на задържане), според техните химични характеристики. Това разделяне позволява на МС да анализира молекулите отделно: действително, мас-спектрометърът разгражда всяка молекула на йонизирани фрагменти, получавайки мас-спектър. Мас-спектърът е отпечатък на молекули, който е характерен и позволява да се идентифицира еднозначно вещество.

И така, ние получаваме хроматограма, диаграма, където можем да наблюдаваме различни пикове, всеки пик, който може да се припише на различните молекули, разделени от GC колоната във функция от време (Фигура 2). Под всеки хроматографски пик е възможно да се анализира масовият спектър и да се идентифицира всяко вещество.

История

Химическият анализ с GC-MS е "стара" и консолидирана техника и исторически е първият метод, прилаган за анализ на миризмите. Това обаче не може да се разглежда като метод, разработен специално за измерване на миризмите. Въпреки че видът на информацията, получена с този вид анализ, може да бъде много точен, той не е пряко свързан с възприемането на миризма.

За какво може да се използва?

На ниво емисии може да се прилага GC-MS, за да се получи информация за химичния състав на емисиите на миризми. GC-MS позволява идентифициране и количествено определяне на сложните емисии на миризми. Идентифицирането и количественото определяне на химичните съединения, които присъстват в емисиите на миризми, са от съществено значение за оценка на въздействието на излъчваните съединения върху околната среда и човешкото здраве.

Химическата характеристика също позволява да се оцени съответствието на емисиите с регулаторната концентрация или ограниченията на потока, които са определени от компетентните органи, за да се защитят работниците и гражданите от излагане на опасни или токсични съединения.

Фигура 2. Хроматограма (отгоре) и мас-спектър (отдолу)

За какво НЕ може да се използва?

Химическият анализ може да се окаже много труден и не винаги ефективен, особено при характеризиране на сложни миризми. Миризмите не са добавки: при смеси могат да се появят синергични и маскиращи ефекти между различни миризми, което води до това, че химическият състав на проба с миризма не може да бъде свързан с концентрацията му на миризма.

Един от начините за свързване на химичния състав на смес от миризми с нейната концентрация на миризми е да се оцени така наречената „Стойност на мирисната активност“ (OAV), която се изчислява като сумата на съотношението между химическата концентрация на всяко съединение в сместа и праговата концентрация на миризмата:

OAV = стойност на активността на миризма (ouE m-3)
Ci = Концентрация на съединение i (mg m-3)
OTi = Праг на мириса на съединение i (mg ouE-1)

Въпреки това, концентрацията на миризма, изчислена чрез OAV, може да бъде много неточна. Една от причините за тази неточност е трудността да се намерят надеждни стойности на ОТ, като се има предвид, че стойностите, които се срещат в литературата за едно съединение, предизвикващо миризма, често се различават с няколко порядъка. Освен това, ако са налице синергични ефекти на миришещи съединения, такова изчисление ще подцени концентрацията на миризма на сместа.

И накрая, аналитичните техники не са толкова чувствителни като човешкия нос, за да открият всички неприятни съединения. Всъщност има някои съединения, предизвикващи миризми, които имат прагови концентрации на миризма в диапазона от ppb (части на милиард) и дори ppt (части на трилион), които са нива, които трудно се откриват с инструментални методи.