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

Sporstoffer til benzin, diesel- og fyringsolie

5 Analysetekniske forhold

5.1 Gaschromatografi

Jord- og grundvandsforureninger med olieprodukter analyseres oftest ved hjælp af gaskromatografi med enten Flammeionisationsdetector GC-FID eller med Massespektrometrisk detektion GC-MS.

Uanset hvilken af de to metoder, der anvendes, starter man med en ekstraktion af en jordprøve med et flygtigt organisk opløsningsmiddel som f.eks. methylenclorid eller pentan. En prøve af ekstraktet injiceres derefter på instrumentet.

GC-MS metoden er meget velegnet til at identificere specifikke stoffer i meget lave koncentrationer medens GC-FID kun giver et "fingeraftryk" og oplysninger om den samlede mængde kulbrinte. Enkelte stoffer er vanskelige at kvantificere i en olieblanding med GC-FID metoden.

Et organisk opløsningsmiddel eller et andet relativt flygtigt organisk stof, der tilsættes brændstoffet som sporstof, vil relativt enkelt kunne genfindes ved hjælp af GC-MS. Det er ikke noget krav, at stoffet skal være et farvestof eller have andre specielle karakteristika; det skal blot være et veldefineret organisk flygtigt molekyle, som har et karakteristisk massespektrum. Dette betyder, at praktisk talt alle typiske organiske opløsningsmidler, der anvendes i industrien fx i farve- lakindustrien, og som ikke findes eller tidligere har været anvendt i brændstof, vil kunne anvendes som sporstof, set ud fra en analyseteknisk betragtning.

Mange farvestoffer derimod vil være vanskelige at identificere ved hjælp af GC/FID eller GC/MS, fordi disse stoffer som regel er relativt store og meget lidt flygtige organiske molekyler. Identifikation af farvestoffer kræver, at der anvendes en anden måleteknik, nemlig spektrofotometri.

5.2 Spektrofotometri.

Spektrofotometrisk identifikation af et farvestof i en jordprøve er i denne sammenhæng en smule upraktisk, idet man så skal anvende to forskellige analysemetoder for henholdsvis kulbrinterne (GC/FID eller GC/MS) og for farvestoffet (spectrofotometeri).

Identifikation af et farvestof eller et andet stof med en karakteristisk lysabsorption kunne foregå ved at en jordprøve ekstraheres med et flygtigt organisk opløsningsmiddel. Herefter gennemføres en spektrofotometrisk analyse evt. efter en inddampning og yderligere oprensning af ekstraktet.

5.3 Tyndtlagskromatografi

Det er muligt at adskille og identificere et farvestof fra et ekstrakt også ved hjælp af tyndtlagskromatografi, hvor en prøve af ekstraktet placeres på kromatografimediet, og farven efter kromatograferingen identificeres visuelt eller evt. under UV-lys.

5.4 Detektionsgrænser

I denne sammenhæng er det væsentligt at vide, hvilken koncentration stoffet skal tilsættes benzin, diesel eller fyringsolie for, at det kan identificeres i en jordprøve, der er forurenet med ovenfor nævnte olieprodukter.

Koncentration af kulbrinte i prøver af olieforurenet jord som analyseres på et miljølaboratorium er typisk op til ca. 5.000 mg/kg, men hovedvægten ligger omkring 1.000 mg olie pr kg jord. Ud fra denne typiske koncentration kan det overslagsmæssigt beregnes, hvilken koncentration sporstoffet skal tilsættes til produkterne, for at sporstoffet senere kan identificeres i jorden.

Det skal understreges, at der er tale om teoretiske beregninger, som bør eftervises ved praktiske forsøg.

5.4.1 GC/MS

I en GC/MS analyse af jordforurening vil man kunne genfinde specifikke organiske opløsningsmidler i en koncentration ned til 0,05 mg pr kg jord.

Ved en oliekoncentration på 1000 mg/kg betyder det, at sporstoffet skal findes i olieproduktet i en koncentration på mindst 50 ppm.

5.4.2 Spektrofotometri

Når man ekstraherer olie fra jord, vil man som oftest få et stærkt farvet ekstrakt, som bevirker det det vil være vanskeligt eller umuligt at se tilstedeværelsen af et evt. farvestof. Farvestoffet vil dog ofte kunne identificeres på et spektrofotometer. Man vil formodentlig kunne identificere farvestof ned til en mængde omkring 0,005 mg.

Ved en ekstraktion af ca. 100 g jord med et olieindhold på 1000 mg/kg betyder det, at man skal tilsætte farvestoffet i en koncentration på omkring 50 ppm til produktet, for at kunne identificere det i jorden.

Der er adskillige usikkerhedsmomenter ved dette overslag, idet der ikke er taget hensyn til evt. absorption af farvestof på jordmatrice eller til interferens fra andet organisk materiale i jorden (tjære, humus m.m). Det er endvidere muligt at tage større prøve i anvendelse og på den måde forbedre detektionsgrænsen.

5.4.3 Tyndtlagskromatografi

Fra et farvet ekstrakt kan typiske farvestoffer udskilles ved hjælp af tyndtlagskromatografi og erkendes visuelt eller under ultraviolet lys. Detektionsgrænsen for denne analyse er meget vanskelig at estimere på grund af manglende erfaringer, men den forventes at være af en størrelsesorden på omkring 50 ppm farvestof i produktet.

Det må understreges at dette overslag er behæftet med stor usikkerhed.

Sporstoffer til markeringsformål tilsættes almindeligvis i relativt lave koncentrationer, - 1 til 6 mg/l. Her vil man almindeligvis analysere direkte på en prøve af olieblandingen og da detektionsgrænsen ligger væsentligt under 1 mg/liter er dette acceptabelt.

Forholdene ved analyse direkte på olien kræver således en meget mindre mængde sporstof tilsat end ved olie, der skal genfindes i jord. Her må der forventes en fortynding på en faktor 1.000, da det som udgangspunkt er forudsat at jorden indeholder i størrelsesordnen 1 gram olie pr. kg jord.

5.5 Samlet vurdering

Den nødvendige mængde sporstof, der skal tilsættes for at sikre en fornuftig genfinding, er vanskelig at fastlægge. Ud fra antagelsen om at olieforurenet jord indeholder 1000 mg olie pr. kg jord viser overslagsberegninger at den nødvendige mængde sporstof ligger på et niveau omkring 50 ppm eller 50 mg/kg olie.

Da det er nødvendigt at tilsætte noget mere sporstof i denne sammenhæng end til almindelige markeringsformål kan det vise sig at farvestofferne er uegnede.