Analyse van organische micropolluenten
Introduction
Waarom zijn organische micropolluenten moeilijk te meten?
1. Diverse groep: MW range, vluchtigheid, functionele groepen
2. Heel lage concentraties
3. Complexe matrices: verschillende soorten + niet altijd volledig gekarakteriseerd
4. Veel stalen verwerken per tijdseenheid = sample throughput
5. Stabiliteit van analiet: de omzetting van stoffen kan gebeuren in milieu én in staal
→ draagbaar + robuust analytisch materiaal nodig
Stappen van analytisch proces:
1. Sampling (bemonsteren)
Waar? Hoeveel? Hoelang? Representatief!
2. Storage + Preservation
Samenstelling behouden: adsorptie, volatilizatie,…
3. Preparation (monstervoorbereiding)
DOELSTELLINGEN: - matrix kwijtspelen (Cleanup)
- opconcentreren
- derivatiseren
- methode robuust maken
4. Separation
5. Detection (= massaspectrometer)
6. Data Assessment + Interpretation
Key words:
- Sensitivity: lage concentraties
- Selectivity: analieten onderscheiden
- Speed: sample throughput
- Multi-residue: verschillende stoffen meten met 1 methode
From sampling to sample preparation
Defining the scope
• Verzamel informatie over het staat/analiet
Bronnen van anliet? Historiek? Wat sort contaminanten + fysicochemische eigenschappen
• Bepaal het doel van het analytische programma
• Requirements/merits van het programma
Targeted/doelgerichte analyse? Ruime screening (finger print?), kwantitatief? Wat verwacht
de klant? (snel of accuraat?)
Sampling strategy & sampling plan: Selectie van…
• Sample sites: Waar bemonsteren? → representatieve plaats
• Type van sampling: afhankelijk van bemonsteringsduur
• Aantal samples: afhankelijk van merits
• Sample grootte: afhankelijk van verwachte concentratie + gevoeligheid methode
• Sample technieken: Standard Operating Procedures (SOP’s)
➔ Hoe bepaal je de sample sites? Voorafgaande test om homogeniteit/distributie te bepalen
Soorten distributie: - random - uniform (homogeen)
- patchy - stratified (homogeen met subareas)
- gradient
Sampling methode: - Random bij homogene verdeling
- Systematisch als homogeniteit niet geweten
, - Stratified random als globaal heterogeen, maar binnen cel
homogeen, elke cel wordt random bemonsterd
➔ Sampling categoriën
➢ Grab (or spot) sampling: 1 plaats, 1 moment, 1 staal
Vb. Als aan wetgeving voldaan moet zijn
➢ Samengestelde sampling: 1 plaats, op verschillende momenten.
Stalen van verschillende momenten worden gehomogeniseerd en dat wordt geanalyseerd
Vb. effluent waterzuivering
➢ Continue sampling: sensoren of passieve sampler
Vb. pH, temperatuur, geleidbaarheid
➔ Hoeveel stalen? Welke fout toelaten?
➢ 𝑬 = 𝒕 ∗ √𝑽
𝑺𝟐 𝑺𝟐
𝑽= --> 𝑬𝟐 = 𝒕𝟐 ∗
𝒏 𝒏
𝒕𝟐 𝑺𝟐
--> 𝒏 = 𝑬𝟐
= aantal stalen nodig voor maximale fout E
∑(𝒙𝒊−𝒙)𝟐
➢ 𝑆2 = = sum of squares berekenen mbv steekproef
𝒏−𝟏
, Chapter 1: AIR
In situ vs. ex-situ measurement
In situ = analyse op plaats van staalname: veld meting
Voordelen: - meteen resultaat
- continue metingen: ‘monitoring’ (sensoren die men kan automatiseren)
- gelimiteerde manpower
Critical point: selectivity (en sensitivity) → want gebaseerd op eenvoudige meetprincipes
Ex situ =
1. Staalname in het veld
➢ Whole air versus selective sampling
o Whole air: lucht collecteren op monsterplaat en volledige luchtmatrix wordt
verzameld in recipient
o Selectief: selectiviteit inbouwen bij monstername en deel van
matrix/interferenten proberen verwijderen
➢ Active versus passive sampling
o Actief: kracht uitoefenen om staal te nemen: vb. pompen, emmer nemen
o Passief: geen gedwongen krachten: moleculaire diffusie
2. Analyse in het labo
➢ Staal opslag en bewaren
➢ Staal preparation
➢ Separation(scheiding) en detectie
IN-SITU monitoring
°Gasdetectiebuisjes (gastec)
3 Stappen: 1. Met pomp lucht doorsturen: transfer analiet gas --> vaste stof = ADSORPTIE
2. Min of meer selectieve reactie analiet en vaste stof = CHEMISCHE REACTIE
3. Kleurverandering --> aflezen
Nadelen: - geen rekening met interferenties
- beperkte precisie (variabiliteit ogen)
- selectiviteit beperkt
- gevoeligheid beperkt, want stoffen kunnen ook samen voorkomen
Voordelen: - goedkoop
- snel
➔ Goed voor semi-kwantitatieve inschatting
°Opto-elektrisch systeem
= gelijkaardig aan Gastec, maar niet meer manueel → ingebouwde pomp + debietregelaar
Voordelen: - variabiliteit ogen is uitgeschakeld, dus precisie gaat iets beter zijn
°Sensoren
Nadelen: - interferenties spelen nog steeds mee
- hoge concentraties nodig
Voordelen: - geautomatiseerd
°Draagbare chromatografisch toestel
Dit toestel heeft zijn nut, maar in fucntie van de doelstelling die men voor ogen heeft.
Het injectievolume, T-range, lenge v. kolom zijn beperkt, doordat het draagbaar moet blijven
Introduction
Waarom zijn organische micropolluenten moeilijk te meten?
1. Diverse groep: MW range, vluchtigheid, functionele groepen
2. Heel lage concentraties
3. Complexe matrices: verschillende soorten + niet altijd volledig gekarakteriseerd
4. Veel stalen verwerken per tijdseenheid = sample throughput
5. Stabiliteit van analiet: de omzetting van stoffen kan gebeuren in milieu én in staal
→ draagbaar + robuust analytisch materiaal nodig
Stappen van analytisch proces:
1. Sampling (bemonsteren)
Waar? Hoeveel? Hoelang? Representatief!
2. Storage + Preservation
Samenstelling behouden: adsorptie, volatilizatie,…
3. Preparation (monstervoorbereiding)
DOELSTELLINGEN: - matrix kwijtspelen (Cleanup)
- opconcentreren
- derivatiseren
- methode robuust maken
4. Separation
5. Detection (= massaspectrometer)
6. Data Assessment + Interpretation
Key words:
- Sensitivity: lage concentraties
- Selectivity: analieten onderscheiden
- Speed: sample throughput
- Multi-residue: verschillende stoffen meten met 1 methode
From sampling to sample preparation
Defining the scope
• Verzamel informatie over het staat/analiet
Bronnen van anliet? Historiek? Wat sort contaminanten + fysicochemische eigenschappen
• Bepaal het doel van het analytische programma
• Requirements/merits van het programma
Targeted/doelgerichte analyse? Ruime screening (finger print?), kwantitatief? Wat verwacht
de klant? (snel of accuraat?)
Sampling strategy & sampling plan: Selectie van…
• Sample sites: Waar bemonsteren? → representatieve plaats
• Type van sampling: afhankelijk van bemonsteringsduur
• Aantal samples: afhankelijk van merits
• Sample grootte: afhankelijk van verwachte concentratie + gevoeligheid methode
• Sample technieken: Standard Operating Procedures (SOP’s)
➔ Hoe bepaal je de sample sites? Voorafgaande test om homogeniteit/distributie te bepalen
Soorten distributie: - random - uniform (homogeen)
- patchy - stratified (homogeen met subareas)
- gradient
Sampling methode: - Random bij homogene verdeling
- Systematisch als homogeniteit niet geweten
, - Stratified random als globaal heterogeen, maar binnen cel
homogeen, elke cel wordt random bemonsterd
➔ Sampling categoriën
➢ Grab (or spot) sampling: 1 plaats, 1 moment, 1 staal
Vb. Als aan wetgeving voldaan moet zijn
➢ Samengestelde sampling: 1 plaats, op verschillende momenten.
Stalen van verschillende momenten worden gehomogeniseerd en dat wordt geanalyseerd
Vb. effluent waterzuivering
➢ Continue sampling: sensoren of passieve sampler
Vb. pH, temperatuur, geleidbaarheid
➔ Hoeveel stalen? Welke fout toelaten?
➢ 𝑬 = 𝒕 ∗ √𝑽
𝑺𝟐 𝑺𝟐
𝑽= --> 𝑬𝟐 = 𝒕𝟐 ∗
𝒏 𝒏
𝒕𝟐 𝑺𝟐
--> 𝒏 = 𝑬𝟐
= aantal stalen nodig voor maximale fout E
∑(𝒙𝒊−𝒙)𝟐
➢ 𝑆2 = = sum of squares berekenen mbv steekproef
𝒏−𝟏
, Chapter 1: AIR
In situ vs. ex-situ measurement
In situ = analyse op plaats van staalname: veld meting
Voordelen: - meteen resultaat
- continue metingen: ‘monitoring’ (sensoren die men kan automatiseren)
- gelimiteerde manpower
Critical point: selectivity (en sensitivity) → want gebaseerd op eenvoudige meetprincipes
Ex situ =
1. Staalname in het veld
➢ Whole air versus selective sampling
o Whole air: lucht collecteren op monsterplaat en volledige luchtmatrix wordt
verzameld in recipient
o Selectief: selectiviteit inbouwen bij monstername en deel van
matrix/interferenten proberen verwijderen
➢ Active versus passive sampling
o Actief: kracht uitoefenen om staal te nemen: vb. pompen, emmer nemen
o Passief: geen gedwongen krachten: moleculaire diffusie
2. Analyse in het labo
➢ Staal opslag en bewaren
➢ Staal preparation
➢ Separation(scheiding) en detectie
IN-SITU monitoring
°Gasdetectiebuisjes (gastec)
3 Stappen: 1. Met pomp lucht doorsturen: transfer analiet gas --> vaste stof = ADSORPTIE
2. Min of meer selectieve reactie analiet en vaste stof = CHEMISCHE REACTIE
3. Kleurverandering --> aflezen
Nadelen: - geen rekening met interferenties
- beperkte precisie (variabiliteit ogen)
- selectiviteit beperkt
- gevoeligheid beperkt, want stoffen kunnen ook samen voorkomen
Voordelen: - goedkoop
- snel
➔ Goed voor semi-kwantitatieve inschatting
°Opto-elektrisch systeem
= gelijkaardig aan Gastec, maar niet meer manueel → ingebouwde pomp + debietregelaar
Voordelen: - variabiliteit ogen is uitgeschakeld, dus precisie gaat iets beter zijn
°Sensoren
Nadelen: - interferenties spelen nog steeds mee
- hoge concentraties nodig
Voordelen: - geautomatiseerd
°Draagbare chromatografisch toestel
Dit toestel heeft zijn nut, maar in fucntie van de doelstelling die men voor ogen heeft.
Het injectievolume, T-range, lenge v. kolom zijn beperkt, doordat het draagbaar moet blijven
