Inżynieria Ekologiczna Nr 2

Izolacja i wzbogacanie analitów
112
IN¯YNIERIA EKOLOGICZNA NR 2
Stosowane metody identyfikacji i oznaczeñ iloœciowych wymagaj¹ przeprowadzenia
analitów z gleby do innej matrycy (izolacja) oraz zwiêkszenia ich stê¿enia (wzbogacenie).
Izolacjê analitów naftowych z gleby prowadzi siê przede wszystkim metodami ekstrakcyjnymi
(do fazy ciek³ej, gazowej, nadkrytycznej). Z innych metod mo¿na wymieniæ: destylacjê
z par¹ wodn¹ [8], destylacjê azeotropow¹ (EPA Metoda 5031) i pró¿niow¹ (EPA
Metoda 5032). Rodzaj stosowanej techniki ekstrakcyjnej zale¿y g³ównie od w³aœciwoœci
zanieczyszczenia naftowego – przede wszystkim od jego lotnoœci.
Najpowszechniej stosowana jest ekstrakcja rozpuszczalnikami, zarówno niepolarnymi
jak i polarnymi (m.in. pentan, heksan, eter naftowy, toluen, chlorek metylenu, chloroform,
tetrachlorek wêgla, freony, metanol, mieszaniny rozpuszczalników), przy czym z gleby ekstrahowane
s¹ równie¿ zwi¹zki, stanowi¹ce zanieczyszczenia analitów. Wybór rozpuszczalnika
zale¿y m.in. od stosowanych metod analizy koñcowej oraz lotnoœci analitów. Zastosowanie
metody IR wymaga u¿ycia rozpuszczalników niewêglowodorowych jak tetrachlorek
wêgla [6] albo freony (EPA Metoda 418.1). Aby unikn¹æ w analizie GC nak³adania siê piku
niskowrz¹cych rozpuszczalników ze sk³adnikami analitu, do ekstrakcji benzyny stosuje siê
nielotne wêglowodory np. heksadekan (EPA Metoda 3820) lub tetradekan [9]. Klasyczne
metody ekstrakcji: przez wytrz¹sanie, w aparacie Soxhleta ((EPA Metoda 3540 i 9071)
coraz czêœciej s¹ zastêpowane przez metody z u¿yciem ultradŸwiêków (EPA Metoda 3550),
promieniowania mikrofalowego lub inne [2, 7].
Ekstrakcjê do fazy gazowej wykorzystuje siê g³ównie do analizy lotnych zwi¹zków
(BTEX-y, benzyna), których stê¿enia w fazie gazowej osi¹gaj¹ wystarczaj¹cy poziom do
analizy GC, jako tzw. analizê fazy nadpowierzchniowej (ang. headspace – HS) [10-14]. Analizê
próbek gleby mo¿na prowadziæ w uk³adzie:
– statycznym (HS), pobieraj¹c fazê gazow¹ bezpoœrednio znad matrycy glebowej lub znad
fazy wodnej – po uprzednim przeprowadzeniu ekstrakcji analitów metanolem i wod¹,
– dynamicznym, stosuj¹c technikê „odpêdzania i wy³apywania” (ang. purge & trap – P&T)
(EPA Metoda 5030B).
Technika P&T znalaz³a zastosowanie do analizy nafty i oleju napêdowego [14].
Ekstrakcja p³ynami w stanie nadkrytycznym (ang. supercritical fluid extraction – SFE)
to najbardziej obiecuj¹ca metoda izolacji analitów z gleby. Jako medium ekstrakcyjne najczêœciej
stosowany jest CO2 , który ma korzystne parametry krytyczne, jest nietoksyczny,
³atwy do usuniêcia z ekstraktu. Z uwagi na niepolarny charakter analitów naftowych, korzystn¹
cech¹ ditlenku wêgla jest równie¿ jego niepolarnoœæ, co zapewnia stosunkowo selektywn¹
izolacjê tych analitów z gleby. Dziêki temu mo¿na wyeliminowaæ etap oczyszczania
analitów od zwi¹zków polarnych, obecnych w glebie. Najwiêksz¹ zalet¹ tego procesu
jest jego selektywnoœæ, któr¹ realizuje siê poprzez zmianê ciœnienia, temperatury, natê¿enia
przep³ywu, sk³adu ekstrahenta. Mo¿liwe jest np. oddzielenie wêglowodorów alifatycznych
od aromatycznych czy izolacja WWA o zró¿nicowanej liczbie pierœcieni [15-16]
Stê¿enia analitów w ekstraktach rozpuszczalnikowych s¹ na ogó³ poni¿ej granicy oznaczalnoœci
technik stosowanych do oznaczeñ koñcowych, dlatego konieczne jest odparowanie
rozpuszczalników. Czasami procedura analityczna wymaga ca³kowitego usuniêcia rozpuszczalnika,
jak w iloœciowych oznaczeniach metod¹ wagow¹, albo gdy konieczna jest