Bestimmung von polycyclischen, aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAHs) in einer Testmischung mit HPLC

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.


1. Problemstellung
In diesem Anwendungsbeispiel für die Umweltanalytik wird die Trennung von polycyclischen, aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAHs) an einer bekannten Testmischung vorgestellt. Zur Identifizierung wird ein UV-Detektor eingesetzt. Es wird bei einer Wellenlänge von 260 nm gemessen.

2. Substanzen
Acenaphthen, Anthracen, Benzol, Biphenyl, Chrysen, Fluoren, Naphthalin, Phenanthren, Pyren und Toluol.

3. Durchführung
3.1 Probenaufarbeitung
Ca. 1 mg der festen Aromaten und 100 µl der flüssigen Aromaten werden in 10 ml Acetonitril gelöst. Zur Trennung der einzelnen Aromaten werden die Lösungen im Verhältnis 1:1 zusammengegeben und direkt injiziert. Anschließend werden die Proben bei gleichen Chromatographiebedingungen einzeln eingespritzt, um die Retentionszeiten und somit die Reihenfolge der Aromaten zu ermitteln.

3.2 Chromatographiebedingungen
HPLC-System: Shimadzu (6A/6B-Serie)
Säule: ET 150/8/4 Nucleosil 5 C18 PAH
Fließmittel: (A) 48 % bidestilliertes Wasser
(B) 52 % Acetonitril
Flußrate: 1 ml/min
Zeitprogramm: 10 min   B.Conc.   52 %
16 min   B.Conc.   80 %
21 min   B.Conc.   100 %
28 min   B.Conc.   100 %
30 min   B.Conc.   52 %
30 min   stop
Dosiervolumen: 20 µl
Wellenlänge: 260 nm

4. Ergebnisse
Die Abbildung zeigt ein Chromatogramm der Aromatenmischung. Die Reihenfolge mit ungefähren Retentionszeiten der Aromaten ist aus folgender Tabelle zu entnehmen.

Aromatenmischung

Aromaten Retentionszeit
Benzol
Toluol
Naphthalin
Biphenyl
Acenaphthen
Fluoren
Phenanthren
Anthracen
Pyren
Chrysen
4,081/4,064
5,866/5,922/5,898
8,658/8,398/8,392
12,578
14,132/14,467
14,998
16,33/16,291
17,791
19,598/20,041
22,938/22,904


Reale Untersuchung einer Bodenprobe auf PAHs mit HPLC

1. Problemstellung
Da die polycyclischen, aromatischen Kohlenwasserstoffe (PAHs) in mehr oder weniger hoher Konzentration in Boden, Wasser, Luft und auch in Lebensmitteln vorkommen, gewinnt die Bestimmung dieser Aromaten immer mehr an Bedeutung. Ein Beispiel für eine Analysenmethode soll das folgende Beispiel geben.

2. Substanzen
Boden, die Aromatenmischung aus dem Vorversuch und Weichmacher (Bis(2-ethylhexyl)-phthalat).

3. Durchführung
3.1 Probenaufarbeitung
10 g Bodenprobe + 10 g Na2SO4 (wasserfrei) werden mit 20 ml Cyclohexan versetzt und 45 Minuten ins Ultraschallbad gestellt.

Anschließend wird die Probe filtriert und zwei Mal mit je 10 ml Cyclohexan nachgewaschen. Die Lösungen werden vereinigt und bis zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird in 5 ml Acetonitril gelöst.

Die Probenlösung wird über ein Membranfilter mit 0,45 µm Porenweite filtriert und anschließend direkt in die HPLC-Anlage injiziert.

Um die einzelnen Aromaten der Bodenprobe genau identifizieren zu können, wird die Probenlösung anschließend mit den Lösungen der einzelnen Substanzen versetzt. Anhand der vergrößerten Peakflächen werden die Aromaten des belasteten Bodens bestimmt.

3.2 Chromatographiebedingungen
HPLC-System: Shimadzu (6A/6B-Serie)
Säule: ET 150/8/4 Nucleosil 5 C18 PAH
Fließmittel: (A) 48 % bidestilliertes Wasser
(B) 52 % Acetonitril
Flußrate: 1 ml/min
Zeitprogramm: 10 min   B.Conc.   52 %
16 min   B.Conc.   80 %
21 min   B.Conc.   100 %
28 min   B.Conc.   100 %
30 min   B.Conc.   52 %
30 min   stop
Dosiervolumen: 20 µl
Wellenlänge: 260 nm

4. Diskussion
Vergleichen Sie die Chromatogramme.
Wie belastet ist der untersuchte Boden?
Kann man Toluol nach dem Eindampfen zur Trockne wiederfinden?
Welche Substanzen haben Sie im Boden sicher nachweisen können?

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Letzte Überarbeitung: 07. Juli 2005, Dagmar Wiechoczek