Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1164
Main Title: Bestimmung von Organozinnverbindungen in Sedimenten mittels GC-AED - Entwicklung von Extraktions- und Derivatisierungsmethoden
Translated Title: Determination of Organotin Compounds in Sediments with GC-AED - Development of Extraction and Derivatisation Methods
Author(s): Liebich, Almuth
Advisor(s): Rotard, Wolfgang
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Die Analytik von Organozinnverbindungen (OZV) in Umweltproben stellt aufgrund ihrer teils sehr geringen Kontaminationsniveaus, der Verschiedenartigkeit der Probenmatrices und der unterschiedlichen Natur ihrer organischen Reste und chemischen Bindungen eine große Herausforderung dar. Um eine Vergleichbarkeit der Messdaten zu erreichen, ist eine harmonisierte und standardisierte analytische Methodik notwendig, die in der Normung festgelegt werden muss. Im Rahmen dieser Arbeit wurden verschiedene Ansätze für die gaschromatographische Bestimmung von OZV in Sedimenten weiterentwickelt. Der Schwerpunkt wurde auf die Extraktion von Butylzinnverbindungen aus der Sedimentmatrix, ihre Derivatisierung und ihre Aufreinigung gelegt. Neben den vier Butylzinnverbindungen wurden Untersuchungen an insgesamt 14 OZV durchgeführt. Ein weiterer wichtiger Punkt der Methodenentwicklung war die Trennung und Detektion der Verbindungen und ihre Quantifizierung. Für die Bestimmung der Analyten in Sedimenten war eine umfangreiche Probenpräparation und -vorbereitung nötig. Die Wahl der Extraktionsmethode, der Extraktionsbedingungen, der Derivatisierung und der Aufreinigung hatte einen entscheidenden Einfluss auf die Genauigkeit der Ergebnisse. Es zeigte sich, dass aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der OZV eine verbindungsabhängige Probenpräparation und -vorbereitung erforderlich ist. Tetrasubstituierte OZV müssen im originalfeuchten und nicht im gefriergetrockneten Sediment bestimmt werden. Bei der Quantifizierung von Phenylzinnverbindungen kann nicht mit Kieselgel/Silbernitrat aufgereinigt werden, welches sonst für die Abtrennung von Schwefelverbindungen aus der Sedimentmatrix geeignet ist. Für alle anderen OZV konnte eine einheitliche Probenvorbereitung definiert werden. Als Messmethode wurde die mit der Atomemissionsdetektion gekoppelte Gaschromato-graphie (GC-AED) eingesetzt, die für Zinnverbindungen selektiv ist und eine hohe Empfindlichkeit für OZV aufweist. Sowohl die Wellenlänge, als auch die dem Plasma des AED-Systems zugeführten Gase wurden für die Bestimmung von Sn-haltigen Verbindungen optimiert. Der Respons erwies sich als substanzabhängig. Es konnte gezeigt werden, dass die Sn-Signalintensität durch die Matrix des Derivatisierungsreagenzes, insbesondere durch den Bor-Anteil, beeinflusst wird, und daher eine Aufreinigung essentiell ist. Als Vergleichsmethode wurde die Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) gewählt. Bei der Quantifizierung über selektive Massen besaß die GC-MS eine mit derjenigen der GC-AED vergleichbare Empfindlichkeit. Die Möglichkeit, bei der Quantifizierung außer chemischen internen Standards auch isotopenmarkierte Standards einzusetzen, ist ein Vorteil der GC-MS. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden direkt in die Normentwicklung übernommen
The analysis of organotin compounds in environmental samples is a challenging task. It is due to their partly very low levels of contamination, the diversity of sample matrices and the different nature of their organic moiety and chemical binding. In order to achieve comparable and reliable data a harmonised and standardised analytical procedure is necessary. In this work different approaches to the gas chromatographic determination of organotin compounds in sediments were further developed. Emphasis was put on the extraction of butyltin compounds from the sediment matrices, their derivatisation and their clean-up. Besides the four butyltin compounds investigations were carried out on a total of 14 organotin compounds. Another important aspect of the method development was the separation and detection of the compounds and their quantification. For the determination of the analytes in sediments an extensive sample pre-treatment and sample preparation was necessary. The choice of the extraction method, the extraction conditions, the derivatisation and the clean-up had a crucial influence on the accuracy of the results. It was shown that due to the different nature of the organotin compounds a compound-dependent sample pre-treatment and sample preparation is required. Tetra-substituted organotin compounds must be determined in the original-wet and not in the freeze-dried sediment. For the quantification of phenyltin compounds the clean-up cannot be performed with silica gel/silver nitrate, which is otherwise suitable for the separation of sulphur compounds originating from the sediment matrix. For all other analytes a uniform sample preparation could be defined. Gas chromatography coupled with atomic emission detection (GC-AED) was used as the measuring method. It is selective for tin compounds and possesses a high sensitivity. The wavelength and the gases supplied to the plasma of the AED were optimized for the determination of Sn-containing compounds. The response proved to be substance-dependent. It could be shown that the intensity of the Sn-signal is affected by the matrix of the derivatisation reagent, in particular by the boron part of the reagent, and therefore a clean-up is essential. Mass spectrometry coupled with gas chromatography (GC-MS) was chosen as method of comparison. For the quantification with selective masses, the GC-MS possessed a sensitivity comparable with that of the GC-AED. The possibility of using isotope-labelled standards instead
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-10560
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1461
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1164
Exam Date: 20-Jun-2005
Issue Date: 11-Aug-2005
Date Available: 11-Aug-2005
DDC Class: 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Subject(s): Derivatisierung
Extraktion
GC-AED
GC-MS
Organozinnverbindungen
Sediment
Derivatisation
Extraction
GC-AED
GC-MS
Organotin compounds
Sediment
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