| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Afprøvning af immunoassaymetode til bestemmelse afPAH-indhold i jord

4 Pilotundersøgelsen

• 4.1 Vurdering af effektiviteten af ekstraktion med methanol
• 4.2 De indledende resultater med immunoassay testkit
• 4.3 Udvikling af ekstraktionstrin

Til afprøvning af immunoassay-metoden som screeningsværktøj ved kortlægning er der iværksat en pilotundersøgelse på tjærepladser i Skagen. Der er udført orienterende forureningsundersøgelser på 34 grunde. På hver grund er der udført ca. 5 boringer til 0,80 meters dybde. I 0,10 og 0,40 meters dybde er der udtaget en jordprøve til analyse for PAH. Den udtagne jordprøve er delt i to, hvoraf den ene prøve er sendt til akkrediteret laboratorieanalyse for sum af PAH (ekstraktion med dichlormethan ved 16 timers udrystning efterfulgt af en GC-FID-analyse) på Ke-Mi-Lab i Aalborg (nu en del af Eurofins, Danmark). Den anden jordprøve er analyseret af amtets egne teknikere ved anvendelse af SDI- EnSys RISc immunoassay testkit for PAH.

I alt er 164 jordprøver blevet analyseret ved hjælp af immunoassay-metoden.

Ud over screeningsanalyser med testkittet er der foretaget en vurdering af effektiviteten af ekstraktionsmetoden, og ekstraktionstrinnet er efterfølgende udviklet som beskrevet i de efterfølgende afsnit.

4.1 Vurdering af effektiviteten af ekstraktion med methanol

Til vurdering af effektiviteten af ekstraktionstrinnet i testkittet er 4 jordprøver ekstraheret med methanol (MeOH) ved rystning i 1 minut. Methanolekstraktet er herefter inddampet og opløst i dichlormethan. Ekstraktet er analyseret ved en GC-FID-analyse med kvantificering af de enkelte PAH. Resultaterne er sammenlignet med resultaterne for de samme 4 prøver fra en GC-FID-analyse efter en 16 timers standard udrystning med dichlormethan (DCM). Resultaterne er vist i tabel 4.1.

i.p. ikke påvist

* ift. GC/FID-DCM-16t

** hvor intet er påvist antages en værdi på det halve af detektionsgrænse (0,2 mg/kg TS)

Tabel 4.1 Sammenligning af ekstraktion med DCM i 16 timer og med MeOH i 1 min.

Comparison of extraction with dichloromethane for 16 hours and methanol for 1 minute

I figur 4.1 sammenlignes procentindholdet af de enkelte PAH i forhold til sum af PAH ved henholdsvis DCM–ekstraktion og MeOH-ekstraktion. Som det ses af tabel 4.1 og figur 4.2, er det kun omkring 25% af sum af PAH, som ekstraheres med methanol ved 1 minuts udrystning. Især de tungere PAH (indeno(123-cd)pyren og dibenz(ah)anthracen, som henholdsvis er 5- og 6-ringede PAH), viser en ringe ekstraktion i methanol. Ved en 16 timers ekstraktion med DCM ses, at benzo(a)pyren (BaP) udgør ca. 21% af sum af PAH, mens dibenz(a,h)anthracen (DiBahA) udgør 2%. Disse forhold svarer til lignende forhold målt i tidligere undersøgelser i forbindelser med analyse af diffus jordforurening i byområder og langs veje. I disse undersøgelser er der konstateret et stabilt forhold (R² = 0,98) imellem indholdet af benzo(a)pyren (BaP) og dibenz(a,h)anthracen (DiBahA) på henholdsvis 15 - 20% og 2% af summen af de 7 MST PAH /10,11/. Miljøstyrelsens standardmetode omfattede en GC-MS-SIM-teknik, hvor jordprøven ekstraheres med toluen på rysteapparat i 16 timer. Dette betyder, at indholdet af BaP er bestemmende for overskridelser af jordkvalitetskriteriet (JKK) for PAH. JKK for BaP er 0,1 mg BaP/kg TS. Da BaP udgør ca. 15-20% af sum af PAH svarer 0,1 mg BaP/kg TS til en koncentration af ca. 0,6 mg (sum af 7 PAH)/kg TS, dvs. mindre end JKK for sum af PAH på 1,5 mg/kg TS. Derimod vil 0,1 mg DiBahA/kg TS svare til en koncentration på ca. 5 mg (sum af 7 PAH)/kg TS. Det vil sige, at JKK for BaP og sum af PAH er allerede overskredet, når der måles mere end 0,1 mg DiBahA/ Kg TS i jorden.

Der skal igen gøres opmærksom på, at jordkvalitetskriterierne efterfølgende er blevet ændret.

DCM: Dichlormethan    MeOH: Methanol

Figur 4.1 Sammenligning af ekstraktionsbetingelser

Comparison of extraction conditions

Resultatet kan imidlertid ikke anvendes direkte som en korrektionsfaktor for ekstraktionstrinnet, idet testkittet vil give respons for de fleste PAH, herunder mange 3- og 4-ringede PAH, som ikke er omfattet af Miljøstyrelsens kvalitetskriterier, men vil være til stede i en jordforurening. Resultatet indikerer dog, at ekstraktionstrinnet er mindre effektivt, og at større forskelle i PAH- sammensætningen kan påvirke resultaterne. På imprægnerings-/stejlepladser vil der kunne forventes en nedbrudt forurening med lavt indhold af de lettere 3-4 ringede PAH og dermed lavere respons ved anvendelse af testkittet.

4.2 De indledende resultater med immunoassay testkit

Indledningsvist er der analyseret i alt 144 delprøver udtaget fra 0,1 eller 0,4 m u. t. på tjærepladser i Skagen. For de fleste jordprøver er der udtaget to delprøver; én til analyse hos analyselaboratorium ved GC-FID-analyse efter ekstraktion med dichlormethan i 16 timer, og én til immunoassay.

For 20 af jordprøverne er der dog udtaget flere delprøver, og udført tre dobbeltbestemmelser for immunoassay og dobbeltbestemmelser af GC-FID-analyser.

Resultaterne er opdelt i følgende tre koncentrationsniveauer:

• <1,5         mg/kg TS
• 1,5 – 15   mg/kg TS
• > 15         mg/kg TS

I figur 4.2 er klassifikation efter immunoassay-testkittet sammenlignet med klassifikation efter GC-FID-teknikken (ekstraktion med dichlormethan efter udrystning i 16 timer).

Figur 4.2 Sammenligning af klassificering af PAH-indhold ved GC-FID og immunoassay

Comparison of classification with GC-FID and immunoassay

Som det ses af figur 4.2, er der en tydelig tendens til at immunoassay-teknikken underestimerer PAH-indholdet i forhold til GC-FID-analyserne. Denne tendens er ligeledes demonstreret ved laboratoriets vurdering af methanolekstraktionens effektiviteten, jf. afsnit 4.1.

I figur 4.3 er alle resultater opdelt i de tre immunoassay-koncentrationsniveauer, og de aktuelle GC-FID-resultater er vist som tre fraktilplots, hvor hvert resultat plottes som en fraktil. På et fraktilplot kan der aflæses, hvilket resultat (X mg/kg TS) svarer til f.eks. 0,80 fraktil. Dette betyder, at 80% af resultaterne har koncentrationer svarende til eller mindre end X mg/kg TS.

Klik her for at se figuren.

Figur 4.3 Tre fraktilplot af GC-FID data opdelt i henhold til de tre immunoassay klassificering (vist med to forskellig skala)

Three quantile plots of GC-FID data according to the three immunoassay classification groups /shown with to different scales)

Testkittet klassificerer 43 prøver i koncentrationsniveauet <1,5 sum PAH /kg TS. Heraf ses følgende forhold i figur 4.3:

• 61% af prøverne (svarende til 0,61 fraktil) klassificeres korrekt som indeholdende mindre end 1,5 mg/kg TS
• 34% af prøverne (svarende til 0,95 minus 0,61) klassificeres fejlagtigt, idet de ved GC-FID analysen indeholder mellem 1,5 og end 15 mg/kg TS
• 5% af prøverne (svarende til 1,00 minus 0,95) klassificeres fejlagtigt, idet de ved GC-FID analysen indeholder mere end 15 mg/kg TS

Testkittet klassificerer 58 prøver i koncentrationsniveauet 1,5 - 15 mg PAH/kg TS. Heraf ses følgende forhold i figur 4.3:

• 9% af prøverne (svarende til 0,09 fraktil) klassificeres fejlagtigt, idet de ved GC-FID analysen indeholder mindre end 1,5 mg/kg TS
• 28% af prøverne (svarende til 0,37 minus 0,09) klassificeres korrekt som indeholdende mellem 1,5 og end 15 mg/kg TS
• 63% af prøverne (svarende til 1,00 minus 0,37) klassificeres fejlagtigt, idet de ved GC-FID analysen indeholder over 15 mg/kg TS

Testkittet klassificerer 43 prøver i koncentrationsniveauet >15 mg PAH/kg TS. Heraf ses følgende forhold i figur 4.3:

• 6% af prøverne (svarende til 0,06 fraktil) klassificeres fejlagtigt, idet de ved GC-FID analysen indeholder mindre end 15 mg/kg TS
• 94% af prøverne (svarende til 1,00 minus 0,09) klassificeres korrekt som indeholdende over 15 mg/kg TS

Da immunoassay underestimerer mange jordprøver (63%) i koncentrationsniveauet 1,5 – 15 mg PAH /kg TS, er der foreslået ændringer i ekstraktionstrinnet til immunoassay-metoden.

4.3 Udvikling af ekstraktionstrin

SDI har på vegne af Nordjyllands Amt afprøvet en ændret ekstraktionsprocedure. Jordprøverne blev opvarmet i en ovn ved 55° C i en halv time. Derefter blev der som sædvanligt tilsat methanol, men ekstraktionstiden blev øget fra 1 min. til 1 time, samtidig med at prøven fortsat opbevaredes varmt i en ovn ved 55° C. Efter henholdsvis 15 minutter og 1 time blev prøverne rystet.

Figur 4.4 viser resultaterne for 20 jordprøver analyseret ved den reviderede ekstraktionsprocedure.

Figur 4.4 Sammenligning af klassificering ved GC-FID og immunoassay efter forbedring af ekstraktionsteknik

Comparison of classification by GC-FID and immunoassay after improved extraction

Som det ses af figur 4.4 er der bedre overensstemmelse med GC-FID-analyserne ved det forbedrede ekstraktionstrin, idet indholdet ikke længere underestimeres. Der skal dog bemærkes, at figur 4.4 er baseret på få data og derfor er forbedringen i ekstraktionstrinnet ikke veldokumenteret.

Derimod bør der påpeges, at der sammenlignes analyser, der er foretaget på forskellige delprøver og der må forventes at de forurenede jordprøver er inhomogene. Dette betyder, at der vil være en vis grad af uoverensstemmelse mellem de to metoder, især omkring overgang mellem klassificeringsklasser.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Maj 2007, © Miljøstyrelsen.