Nederlandse voornorm NVN (nl) Bodem en water - Bepaling van vluchtige organische verbindingen met GC-MS

Transcriptie

1 Dit document mag slechts op een stand-alone PC worden geinstalleerd. Gebruik op een netwerk is alleen. toestaan als een aanvullende licentieovereenkomst voor netwerkgebruik met NEN is afgesloten. This document may only be used on a stand-alone PC. Use in a network is only permitted when a supplementary license agreement for us in a network with NEN has been concluded. Nederlandse voornorm NVN 6983 (nl) Bodem en water - Bepaling van vluchtige organische verbindingen met GC-MS Soil, sediment and water - Determination of volatile organic compounds by GC-MS Vervangt NVN 6983:2006 Ontw. ICS ; september 2008

2 Normcommissie "Milieuanalyses" Apart from exceptions provided by the law, nothing from this publication may be duplicated and/or published by means of photocopy, microfilm, storage in computer files or otherwise, which also applies to full or partial processing, without the written consent of the Netherlands Standardization Institute. The Netherlands Standardization Institute shall, with the exclusion of any other beneficiary, collect payments owed by third parties for duplication and/or act in and out of law, where this authority is not transferred or falls by right to the Reproduction Rights Foundation. Auteursrecht voorbehouden. Behoudens uitzondering door de wet gesteld mag zonder schriftelijke toestemming van het Nederlands Normalisatie-instituut niets uit deze uitgave worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van fotokopie, microfilm, opslag in computerbestanden of anderszins, hetgeen ook van toepassing is op gehele of gedeeltelijke bewerking. Het Nederlands Normalisatie-instituut is met uitsluiting van ieder ander gerechtigd de door derden verschuldigde vergoedingen voor verveelvoudiging te innen en/of daartoe in en buiten rechte op te treden, voor zover deze bevoegdheid niet is overgedragen c.q. rechtens toekomt aan de Stichting Reprorecht. Although the utmost care has been taken with this publication, errors and omissions cannot be entirely excluded. The Netherlands Standardization Institute and/or the members of the committees therefore accept no liability, not even for direct or indirect damage, occurring due to or in relation with the application of publications issued by the Netherlands Standardization Institute. Hoewel bij deze uitgave de uiterste zorg is nagestreefd, kunnen fouten en onvolledigheden niet geheel worden uitgesloten. Het Nederlands Normalisatie-instituut en/of de leden van de commissies aanvaarden derhalve geen enkele aansprakelijkheid, ook niet voor directe of indirecte schade, ontstaan door of verband houdend met toepassing van door het Nederlands Normalisatie-instituut gepubliceerde uitgaven Nederlands Normalisatie-instituut Postbus 5059, 2600 GB Delft Telefoon (015) , Fax (015)

3 Inhoud Voorwoord Onderwerp en toepassingsgebied Normatieve verwijzingen Termen en definities Beginsel Watermonsters Bodemmonsters GC-MS-meting Reagentia en hulpstoffen Algemeen Toestellen en hulpmiddelen Monsterneming en monsterconservering Monsterneming Monsterconservering en monstervoorbehandeling Werkwijze Droge-stofbepaling van bodemmonsters Instellingen purge-and-trap -apparatuur Instellingen headspace -apparatuur Instellingen gaschromatograaf en massaspectrometer Kalibratie Meting van watermonsters Extractie van bodemmonsters Meting van bodemmonsters Kwaliteitscontrole Identificatie van verbindingen Algemeen Gaschromatografisch criterium Massaspectrometrisch criterium Kwantificering van verbindingen Watermonsters Bodemmonsters Verslag...17 Bijlage A (informatief) Diagnostische ionen van verbindingen die met deze voornorm kunnen worden bepaald...18 Bibliografie

4 Voorwoord Deze voornorm beschrijft een methode voor de bepaling van vluchtige organische verbindingen in water- en bodemmonsters met GC-MS. De voornorm is bedoeld om te worden toegepast op de matrices water (grond-, oppervlakte-, drink-, regenen afvalwater) en bodem (grond en waterbodem). Sommige moeilijke matrices, vooral voorkomend bij afvalwater, kunnen aanleiding geven tot analytische problemen bij de verdere bepaling. De voornorm is het resultaat van project 235 'Multimethoden' dat in het kader van het Actieprogramma Normalisatie en Validatie van Milieumeetmethoden (ANVM) is uitgevoerd door ALcontrol BV. Voor milieuparameters worden GC-MS-analyses op grote schaal toegepast. Hierbij worden meestal grote groepen organische parameters door één analyse gekwantificeerd. Hiervoor waren nog geen normen beschikbaar. Doelstelling van het ANVM-project was na te gaan voor welke groepen organische parameters het ontwikkelen van genormaliseerde multimethoden haalbaar is. Drie voornormen (NVN) zijn opgesteld voor GC-MS-analyse van (groepen) organische parameters, die gelijktijdig met een multimethode kunnen worden bepaald: NVN 6982 Bodem en water Voorbehandeling en extractie van monsters voor de bepaling van matigvluchtige organische verbindingen met GC-MS NVN 6983 Bodem en water Bepaling van vluchtige organische verbindingen met GC-MS NVN 6984 Bodem en water Bepaling van matig-vluchtige organische verbindingen in extracten van monsters met GC-MS Hoewel nog weinig praktijkgegevens voorhanden zijn, is besloten deze methoden als voornorm te publiceren. Een voornorm is bij uitstek het normalisatietraject om ervaring met deze werkwijze op te doen. In de serie Nederlandse voornormen verschijnen publicaties die zijn bedoeld om later als norm te worden gepubliceerd maar waarin, doordat op één of meer punten de ervaring nog onvoldoende is, bepalingen ontbreken of onvolledig zijn of bepalingen onder voorbehoud zijn opgenomen. Gebruikers van deze voornorm wordt nadrukkelijk verzocht hun ervaringen op deze punten aan NEN mee te delen. Bij de omzetting van de voornorm in een norm (gebruikelijk na drie jaar) worden de onderbouwde gegevens van onderzoeksinspanningen als basismateriaal gebruikt. Zowel voor de 'headspace'- als de 'purge-and-trap'-methode, voor de matrix water en de matrix bodem, geldt dat NVN 6983 een groter aantal vluchtige organische verbindingen beschrijft dan een aantal hieronder genoemde analoge normen. Daarnaast richt NVN 6983 zich expliciet op massaspectrometrie als detectietechniek na een enkelkoloms gaschromatografische scheiding, waar de analoge normen zich geheel of hoofdzakelijk richten op klassieke detectoren zoals vlamionisatie en/of 'electron capture'. 'Headspace' water NEN-EN-ISO 10301, Water Bepaling van zeer vluchtige gehalogeneerde koolwaterstoffen Gaschromatografische methoden ISO , Water quality Determination of benzene and some derivatives Part 1: Head-space gas chromatographic method 'Headspace' bodem NEN-ISO 22155, Bodem Gaschromatografische kwantitatieve bepaling van vluchtige aromatische en gehalogeneerde koolwaterstoffen en geselecteerde ethers Statische 'headspace' methode 2

5 'Purge-and-trap' water NEN-EN-ISO 15680, Water Gaschromatografische bepaling van een aantal monocyclische aromatische koolwaterstoffen, naftaleen en verscheidene gechloreerde verbindingen met 'purge-and-trap' en thermische desorptie 'Purge-and-trap' bodem NEN 6973, Bodem Methanolextractie voor de bepaling van organische componenten NEN 6981, Bodem Kwantitatieve bepaling van het gehalte aan vluchtige aromatische koolwaterstoffen (VAK) en vluchtige gehalogeneerde koolwaterstoffen met gaschromatografie ISO 15009, Soil quality Gas chromatographic determination of the content of volatile aromatic hydrocarbons, naphthalene and halogenated hydrocarbons Purge-and-trap method with thermal desorption 3

6 Bodem en water Bepaling van vluchtige organische verbindingen met GC-MS 1 Onderwerp en toepassingsgebied Deze voornorm beschrijft een methode voor de bepaling van vluchtige organische verbindingen in water- en bodemmonsters met GC-MS. Onder vluchtige verbindingen worden verstaan verbindingen met een kookpunt < 300 C (bij 101 kpa). De voornorm richt zich op verbindingen die, ten tijde van het opstellen van de voornorm, waren genoemd in de Milieuwetgeving. Een overzicht van vluchtige verbindingen die met deze voornorm kunnen worden bepaald, is opgenomen in bijlage A. De voornorm is bedoeld om te worden toegepast op de matrices water (grond-, oppervlakte-, drink-, regenen afvalwater) en bodem (grond en waterbodem). Sommige moeilijke matrices, vooral voorkomend bij afvalwater, kunnen aanleiding geven tot analytische problemen bij de verdere bepaling. De aantoonbaarheidsgrens van de methode ligt voor individuele verbindingen tussen 1 µg/kg en 5 µg/kg op basis van droge stof voor bodemmonsters en tussen 0,05 µg/l en 2 µg/l voor watermonsters. 2 Normatieve verwijzingen De volgende documenten waarnaar is verwezen zijn onmisbaar voor de toepassing van dit document. Bij gedateerde verwijzingen is alleen de aangehaalde versie van toepassing. Bij ongedateerde verwijzingen is de laatste versie van het document (met inbegrip van wijzigingsbladen) waarnaar is verwezen van toepassing. NEN 5709 Bodem Monstervoorbehandeling voor de bepaling van organische en anorganische parameters in grond NEN 5719 NEN-EN NEN-EN-ISO 3696 NEN-EN-ISO NEN-EN-ISO NEN-ISO NEN-ISO Bodem Voorbehandeling van waterbodemmonsters Karakterisering van slib Bepaling van het droge-stofgehalte en het watergehalte Water voor analytische laboratoriumdoeleinden Eisen en beproevingsmethoden Water Monsterneming Deel 3: Richtlijn voor de conservering en behandeling van watermonsters Water Monsterneming Deel 15: Richtlijn voor conservering en behandeling van slib en sedimentmonsters Bodem Bepaling van het gehalte aan droge stof en het vochtgehalte op massabasis Gravimetrische methode Bodem Richtlijn voor lange en korte termijnopslag van bodemmonsters 4

7 3 Termen en definities Voor de toepassing van deze voornorm gelden de volgende termen en definities. 3.1 diagnostisch ion geselecteerd fragment-ion, molecuul-ion of ander karakteristiek ion van het massaspectrum van de doelcomponent met de hoogst mogelijke specificiteit OPMERKING Diagnostische ionen zijn weergegeven in bijlage A. 3.2 externe standaardoplossing oplossing met bekende concentratie van een of meer doelcomponenten, waarvan de aanwezigheid in het monster moet worden aangetoond 3.3 I-ion diagnostisch ion mede aan de hand waarvan een doelcomponent wordt geïdentificeerd 3.4 Q-ion diagnostisch ion aan de hand waarvan de een doelcomponent wordt gekwantificeerd 3.5 relatieve retentietijd verhouding tussen de retentietijd van de te bepalen component en de retentietijd van de in het gaschromatogram meest dichtbij liggende retentietijdstandaard 3.6 retentietijdstandaard bekende hoeveelheid van een niet in het monster aanwezige component, die wordt toegevoegd aan het te meten extract 3.7 surrogaatstandaard bekende hoeveelheid van een niet in het monster aanwezige component, die wordt toegevoegd aan het analysemonster 3.8 vluchtige verbindingen groep van stoffen met een kookpunt < 300 C bij een druk van 101 kpa OPMERKING 1 Als groep van organische stoffen vallen hieronder de vluchtige aromatische koolwaterstoffen benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xylenen (BTEX) en de vluchtige gehalogeneerde koolwaterstoffen zoals bepaald volgens deze voornorm. OPMERKING 2 De afbakening van de categorieën vluchtige en matig-vluchtige verbindingen kan in principe het best worden gerelateerd aan dampspanning. Aangezien van slechts een gering aantal stoffen de dampspanning bekend is en gezien de relatie tussen dampspanning en kookpunt, is ervoor gekozen het kookpunt als criterium voor onderscheid te hanteren. 5

8 4 Beginsel 4.1 Watermonsters Algemeen Watermonsters worden ongefiltreerd in behandeling genomen Purge-and-trap -methode De te bepalen vluchtige verbindingen worden uit het monster gedreven door doorblazen van een inert gas (stikstof of helium). De uitgedreven verbindingen worden opgevangen op een geschikt adsorptiemateriaal Headspace -methode De concentraties van de vluchtige verbindingen in de gasfase en in de vloeistoffase worden in evenwicht gebracht bij een vooraf ingestelde temperatuur. 4.2 Bodemmonsters Algemeen Van een veldvochtig monster wordt het gehalte aan droge stof (grond) of aan indamprest (waterbodem) bepaald. Een waterbodemmonster wordt voorbehandeld volgens NEN Een grondmonster wordt voorbehandeld volgens NEN Purge-and-trap -methode Het bodemmonster wordt geëxtraheerd met methanol. Na centrifugeren wordt een deel van het extract in een uitdrijfvat met water gebracht. De te bepalen vluchtige verbindingen worden uit het monster gedreven door doorblazen van een inert gas (stikstof of helium). De uitgedreven verbindingen worden opgevangen op een geschikt adsorptiemateriaal Headspace -methode Het bodemmonster wordt geëxtraheerd met methanol of aceton. Na centrifugeren wordt een deel van het extract in een headspace -vial met water gebracht. De concentraties van de vluchtige verbindingen in de gasfase en in de vloeistoffase worden in evenwicht gebracht bij een vooraf ingestelde temperatuur. 4.3 GC-MS-meting Bij de 'purge-and-trap'-methode worden de vluchtige verbindingen door verhitting van het adsorptiemateriaal gedesorbeerd en met een draaggasstroom, al dan niet via een koude val, naar een gaschromatograaf met massaspectrometer geleid. Bij de headspace -techniek wordt de gasfase in de headspace'-vial in de GC-MS geïnjecteerd. OPMERKING Commercieel verkrijgbare apparatuur die de headspace -techniek combineert met een trap, kan ook geschikt zijn voor de bepaling van vluchtige organische verbindingen. Deze variant wordt in deze voornorm niet beschreven. De verbindingen worden massaspectrometrisch gedetecteerd en daarna geïdentificeerd. De concentratie wordt bepaald met een externe standaardoplossing aan de hand van een karakteristiek ion (Q-ion) voor elke component. 6

9 5 Reagentia en hulpstoffen 5.1 Algemeen Gebruik uitsluitend reagentia en hulpstoffen van ten minste analysekwaliteit, tenzij anders is vermeld. Deze stoffen moeten vrij zijn van storende componenten. Controleer dit vooraf door een blancobepaling uit te voeren (zie 8.9.1). WAARSCHUWING Het werken met chemicaliën kan schadelijk zijn voor de gezondheid. Raadpleeg daarom de desbetreffende Chemiekaarten [1] en neem de daarin aanbevolen preventieve maatregelen in acht. OPMERKING 1 Vanuit de laboratoriumatmosfeer kan contaminatie optreden. Het verdient aanbeveling de bepaling uit te voeren in een ruimte met een geringe overdruk. In deze ruimte behoort niet met oplosmiddelen van de te bepalen componenten te worden gewerkt. OPMERKING 2 In de standaardoplossingen 5.9 t.m wordt methanol of aceton gebruikt als oplosmiddel. Methanol kan worden toegepast voor zowel de purge-and-trap -methode als de headspace -methode. Aceton kan alleen voor de headspace -methode worden toegepast. OPMERKING 3 Ook commercieel verkrijgbare mengstandaarden kunnen worden gebruikt. 5.2 Methanol [CAS ] 5.3 Aceton [CAS ] 5.4 Interne standaarden, retentietijdstandaarden Kies bijvoorbeeld uit onderstaande lijst ten minste drie standaarden: 1,1-dichloorethaan (2,2,2-d 3 ) ) [CAS ]; 1,1,1-trichloorethaan (2,2,2-d 3 ) [CAS ]; benzeen-d 6 [CAS ]; 1,2-dichloorpropaan-d 6 [CAS ]; tolueen-(ring-d 5 ) [CAS ]; tolueen-d 8 [CAS ]; 1,2-dibroomethaan-d 4 [CAS ]; chloorbenzeen-d 5 [CAS ]; ethylbenzeen-d 10 [CAS ]; o-xyleen-d 10 [CAS ]; 1,4-dichloorbenzeen-d 4 [CAS ]; naftaleen-d 8 [CAS ]. Deze componenten worden gebruikt als interne standaarden en retentietijdstandaarden. De gekozen standaarden mogen niet interfereren met de te bepalen verbindingen. De drie retentietijdstandaarden moeten zo worden gekozen dat de relatieve retentietijd van elke te bepalen verbinding een waarde heeft tussen 0,5 en 2. 7

10 Bestelformulier Stuur naar: NEN Standards Products & Services t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer WB Delft NEN Standards Products & Services Postbus GB Delft Vlinderweg AX Delft Ja, ik bestel ex. nl Bodem en water - Bepaling van vluchtige organische verbindingen met GC-MS T (015) F (015) Wilt u deze norm in PDF-formaat? Deze bestelt u eenvoudig via Gratis nieuwsbrieven Wilt u op de hoogte blijven van de laatste ontwikkelingen op het gebied van normen, normalisatie en regelgeving? Neem dan een gratis abonnement op een van onze nieuwsbrieven. Gegevens Bedrijf / Instelling T.a.v. O M O V Klantnummer NEN Uw ordernummer BTW nummer Postbus / Adres Postcode Plaats Telefoon Fax Factuuradres (indien dit afwijkt van bovenstaand adres) Postbus / Adres Postcode Plaats Datum Handtekening Retourneren Fax: klantenservice@nen.nl Post: NEN Standards Products & Services, t.a.v. afdeling Klantenservice Antwoordnummer 10214, 2600 WB Delft (geen postzegel nodig). Voorwaarden De prijzen zijn geldig tot 31 december 2018, tenzij anders aangegeven. Alle prijzen zijn excl. btw, verzend- en handelingskosten en onder voorbehoud bij o.m. ISO- en IEC-normen. Bestelt u via de normshop een pdf, dan betaalt u geen handeling en verzendkosten. Meer informatie: telefoon , dagelijks van 8.30 tot uur. Wijzigingen en typefouten in teksten en prijsinformatie voorbehouden. U kunt onze algemene voorwaarden terugvinden op: LEREN, WERKEN EN GROEIEN MET NEN preview