DRO、EPH、ETPH、GRO、PRO、PVOC、STARS、TPH、VPH?救命啊!我被困在字母汤里啦!

作者:Katherine K. Stenerson and Michael D. BuchananReporter US Volume 28.4

 引言

对来自燃料和石油泄漏的样品进行分析不同于石油或环境测试实验室常规进行的分析。

  • 许多石油方法需要用对照已知的基准燃料 / 石油标准的模式识别方法进行识别和定量。当燃料 / 石油相对纯净时(例如当在油桶或油箱里保存 / 保护着时),这是可能的。
  • 大多数环境方法需要识别和量化单个分析物。许多燃料 / 石油的复杂性质往往掩盖了低含量个体分析物的检测。


一旦燃料 / 石油被释放到环境中,有两个因素可能导致其完整性降低:

  1. 如果存在多种燃料 / 石油类型,则可能无法使用模式识别方法,因为分析物比率可能与任何基准燃料 / 石油标准都不匹配。
  2. 随着燃料 / 石油被风化(较低分子量化合物蒸发,以及/或者紫外线或氧气使部分或全部化合物降解),燃料 / 石油类型的识别会变得非常困难,因为分析物比例可能不再与基准燃料 / 石油标准相匹配。此外,对照非风化基准标准对样品中已风化的模式进行定量是不准确的。
     

对于因海上石油泄漏、铁路油罐车和公路油罐车事故泄漏、以及加油站的地下储罐(UST)的维修而收集到的土壤和水样品,可能会优先测量碳范围所造成的污染,而不是燃料 / 石油类型或个体分析物造成的污染。美国环境保护局(US EPA),美国海岸警卫队(USCG),美国测试和材料协会(ASTM)以及几个国家已经出版了用于这些目的的方法。

 

 术语和定义

目前使用了几个与燃料 / 石油的环境样品的取样和分析相关的术语。由于机构众多,各有各的方法和术语,创造了大量首字母缩略词,让人犹如置身于“字母汤”中。另外还需注意,同一个述语可能为多个机构所用,而且含义略有不同。表1虽然不能囊括所有这些术语,但尽量定义了一些最常用的缩略语。尽管有很多方法,但它们可以分为三类:

  • 汽油范围有机物(GRO):GRO类方法适用于挥发性分析物,需要吹扫、捕集或直接注射。
  • 柴油范围有机物(DRO):DRO类方法适用于半挥发性分析物,需要溶剂萃取。
  • 总石油烃(TPH):TPH方法适用于较重的挥发性、半挥发性、以及一些较重的分析物,需要溶剂萃取。
 

   由于有太多术语和首字母缩略词,让人犹如置身于“字母汤”中。


术语和定义

表1. 术语和定义(参见参考文献1-12正烷烃)

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 通过吹扫和捕集进行GRO类分析

分析燃料 / 石油的挥发性部分通常需要用几种正烷烃和芳族化合物进行校准。一些UST计划还要求测试较低分子量的正烷烃(如戊烷)和含氧化合物(如甲基叔丁基醚(MTBE))。图1显示了GRO类色谱图,其中包括来自几种方法的分析物列表。
 

通过吹扫和捕集进行GRO类分析>图1. GRO类分析(吹扫和捕集)
20079-U 24205-U


土壤样品的分析通常涉及甲醇提取,导致大量甲醇被转移到净化容器中。如果被吹扫捕集阱保留,当捕集阱被解吸到GC时,甲醇会干扰早期洗脱化合物的检测。“M”吹扫捕集阱专门设计用来保留较轻的分析物(戊烷和MTBE),但不保留大量甲醇。选用VOCOL™色谱柱是因为它的运行时间短,同时保持关键对的分辨率。

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 通过直接注射进行GRO类分析

大多数GRO类方法需要使用吹扫和捕集技术将样品引入GC。US EPA方法8015还允许在某些情况下使用直接注射(例如用于高含量样品)。图2显示了我们的EPA GRO混合物的色谱图。使用具有1.0 μm膜的SLBTM-5ms柱来帮助集中和保留2-甲基戊烷。
 

通过直接注射进行GRO类分析

图2. GRO类分析(直接注射)
28476-U 47577-U

 

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 DRO类分析

DRO类方法与环境实验室通常进行的其他工作没有太大区别,需要在GC分析之前进行溶剂萃取和浓缩步骤。主要区别在于数据处理。图3显示了具有10种分析物、替代物和一种内部标准的DRO类色谱图。使用了短而细的SLB-5ms色谱柱将分析时间缩短至不到15分钟。
 

DRO类分析

图3. DRO分析
28564-U

 

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 TPH分析

图4显示了SLB-5ms上C6-C44正构烷烃的分析结果。标准的组成代表符合 / 超出通常用于TPH分析的范围的碳范围。SLB-5ms的稳定性允许使用较高的最终烘箱温度360°C,从而缩短了最终C44烃的洗脱时间。
 

TPH分析

图4. GRO类分析(吹扫和捕集)
28471-U

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 结论

处理来自燃油 / 石油泄漏事故的样品所需的分析方法,不同于石油或环境实验室中典型的方法。一旦释放到环境中,燃料 / 石油不再具有足够的纯度进行模式识别,但识别和定量个体分析物就太复杂了。有多种方法可用来处理这些独特的样本类型。

由于首字母缩略语太多,令人困惑,因此把分析归为三大类:GRO、DRO和TPH。已发表的方法只是这些方法的变种,以满足各个机构的不同分析需求。最重要的是遵循验证数据报告的监管团体所要求的确切方法。

 


 材料

     

 参考文献

  1. US EPA Method 8015C, “Nonhalogenated Organics by Gas Chromatography” Revision 3, February 2007.
  2. Alaska DEC Method AK101, “For the Determination of Gasoline Range Organics” Version 04/08/02
  3. Alaska DEC Method AK102, “For Determination of Diesel Range Organics” Version 04/08/02
  4. Connecticut DEP Method, “Analysis of Extractable Total Petroleum Hydrocarbons (ETPH) Using Methylene Chloride Gas Chromatograph/Flame Ionization Detection” March 1999.
  5. Florida DEP Method FL-PRO, “Method for Determination of Petroleum Range Organics” Revision 1, November 1995.
  6. Massachusetts DEP Method MADEP-VPH-04-1.1, “Method for the Determination of Volatile Petroleum Hydrocarbons (VPH)” Revision 1.1, May 2004.
  7. Massachusetts DEP Method MADEP-EPH-04, “Method for the Determination of Extractable Petroleum Hydrocarbons (EPH)” Revision 1.1, May 2004.
  8. New York DEC STARS (www.dec.ny.gov/regulations/30902.html), accessed 10-Aug-2010.
  9. Texas NRCC Method 1005, “Total Petroleum Hydrocarbons” Revision 03, June 2001.
  10. Washington DEQ Method NWTPH-HCID, “Hydrocarbon Identification Method for Soil and Water” June 1997.
  11. Wisconsin DNR Method PUBL-SW-140, “Modified GRO Method for Determining Gasoline Range Organics” September 1995.
  12. Wisconsin DNR Method PUBL-SW-141, “Modified DRO Method for Determining Diesel Range Organics” September 1995.

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