Определение летучих веществ методом ГХ/МС

Описание: летучие химические вещества, которые способны выделяться как газы из любых других соединений, находящихся в твердом или жидком агрегатном состоянии, являются углеводородными веществами. Их особенность – испаряемость, которая происходит при комнатном уровне температуры.

Список ЛОС довольно обширен и включает в себя как относительно безопасные, так и токсичные вещества, представляющие опасность для органов дыхания и других систем. К токсичным и опасным летучим соединениям относят:

формальдегиды
стирол
ксилол
тетрахлорэтилен
бензол
ацетон
хлор
метан
и т.д.

Распространение ЛОС

Летучие вещества содержатся во многих изделиях, производящихся из продуктов нефтепереработки и прочих химических соединений. Запах новой обуви, клея, пластмассы в автомобиле и других подобны вещей – это все признаки ЛОС.

Помимо твердых веществ, ЛОС могут содержаться в жидкостях, в том числе в воде. Их обнаружение возможно даже в открытых водоемах, страдающих от промышленных стоков и прочих источников загрязнений.

Материалы, способные стать причиной попадания летучих органических соединений в воду, включают в себя:

бензин, дизель и другие виды топлива
технические спирты
сжиженные газы
растворители
конденсат от сжигания древесины
стройматериалы
корма
моющие и обеззараживающие средства
смолы, пропитки и прочие виды консервирующих веществ
краски
спреи
бактерии

Помимо этого, попадание ЛОС в воду может быть вызвано твердыми бытовыми отходами, содержащими вышеперечисленные вещества. Сам мусор может не находиться непосредственно в воде, однако загрязнитель смывается в водоем с осадками, а также попадает с бытовыми стоками или грунтовыми водами.

Метод определения

ХГ/МС – это особый метод исследований, который расшифровывается как «газовая хроматография – масс-спектрометрия». Лабораторные опыты производятся на устройстве, сочетающем оба метода, каждый из которых имеет свое предназначение:

хроматография – анализирует и разделяет органические соединения. Эффективно определяет количественный состав различных углеводородов, однако плохо подходит для качественного анализа
масс-спектрометрия – методика, нацеленная на определение качественного состава химических веществ

Сочетание двух методик позволяет с высокой точностью определять как качественный состав сложных ЛОС, так и их количество. Исследования проводятся на комбинированном приборе, сочетающем оба метода, – газовом масс-спектрометре.

Нормирование

Поскольку токсичные группы ЛОС представляют серьезную угрозу не только для организма человека, но и для природных экосистем, их количество в водных ресурсах строго регламентируется. Так, в воде, предназначенной для питья, их присутствие либо вовсе недопустимо, либо имеет предельно минимальный допуск. Помимо этого, нормируется также количество летучих веществ в сточных водах. Нормативы рассчитаны таким образом, чтобы объемы, попадающие в сточные воды, очищались естественным образом и не представляли угрозы для экосистемы.

Нормативы содержания ЛОС в различных источниках проб

Источник пробы, норматив	Ед. изм.	ПДК
Бутилированная водаСанПиН 2.1.4.1116-02 (допустимы только летучие фенолы)	мкг/л	0,5
Хозяйственно-бытовые сточные воды Постановление Правительства РФ № 644	мг/л	20

Влияние на здоровье

Как упоминалось ранее, в своей классификации летучие органические соединения делятся на две группы – условно безопасные и токсичные. Вторая группа вызывает негативные симптомы, а продолжительное воздействие любых концентраций ЛОС способно вызвать серьезные заболевания.

Симптомы при краткосрочном воздействии токсичных ЛОС:

головная боль
усложненное дыхание
раздражение слизистых оболочек
интоксикация

При долговременном контакте с летучими веществами возможно возникновение следующих проблем:

повреждение органов выделительной системы
онкологические заболевания
аллергические заболевания и астма
поражение сердечно-сосудистой системы

Борьба с ЛОС в воде

Если летучие органические соединения обнаружены в открытых водоемах, очистить всю воду вряд ли удастся. Чтобы устранить проблему, необходимо определить причину загрязнения (в этом поможет точное знание качественного состава ЛОС, который определяется исследованием ГХ-МС). Устранив источник загрязнения, необходимо дать водной экосистеме время, необходимое для самоочищения. Только таким путем возможно добиться долгосрочного результата.

Для очищения сточных вод используется ряд различных методов. Отдельно стоит выделить аэрирование – способ, при котором загрязненная вода распыляется в градирнях или других подобных сооружениях при комнатной температуре. Так как ЛОС легко испаряются в таком температурном режиме, цикличное повторение этого процесса способно снизить содержание веществ до приемлемого уровня или же вовсе их удалить.