कच्चे तेल के जल-समायोजित भागों का रासायनिक विश्लेषण के TIMS-फुट आईसीआर एमएस का उपयोग Spills
Summary
कच्चे तेल की कम ऊर्जा पानी समायोजित अंश (LEWAF) एक चुनौतीपूर्ण प्रणाली, विश्लेषण करने के लिए, क्योंकि समय के साथ, इस जटिल मिश्रण रासायनिक परिवर्तनों से गुजरता है। इस प्रोटोकॉल LEWAF नमूना तैयार करने के लिए और फंस आयन गतिशीलता स्पेक्ट्रोमेट्री-फुट आईसीआर एमएस द्वारा फोटो विकिरण और रासायनिक विश्लेषण के प्रदर्शन के लिए तरीकों को दिखाता है।
Abstract
कई रासायनिक प्रक्रियाओं को नियंत्रित कैसे कच्चे तेल समुद्री पानी में रासायनिक प्रतिक्रियाओं है कि अतिरिक्त समय घटित शामिल है और यह भी जाता है। इस प्रणाली का अध्ययन आदेश में सही-पानी समायोजित अंश है कि प्रकृति में होता है की प्राकृतिक संरचना को दोहराने के लिए नमूना से सावधान तैयारी की आवश्यकता है। कम ऊर्जा पानी समायोजित भिन्न (LEWAF) ध्यान से एक सेट के अनुपात में कच्चे तेल और पानी के मिश्रण से तैयार किया जाता है। Aspirator बोतलें तो किरणित रहे हैं, और निर्धारित समय बिंदुओं पर, पानी जांचा और मानक तकनीक का उपयोग कर निकाला जाता है। एक दूसरी चुनौती नमूना है, जो ध्यान में रासायनिक परिवर्तन समय के साथ होती है कि रखना चाहिए की प्रतिनिधि लक्षण वर्णन है। LEWAF के खुशबूदार अंश के एक लक्षित विश्लेषण एक वायुमंडलीय दबाव लेजर आयनीकरण स्रोत एक कस्टम निर्मित फंस आयन गतिशीलता स्पेक्ट्रोमेट्री-फूरियर आयन साइक्लोट्रॉन प्रतिध्वनि मास स्पेक्ट्रोमीटर (TIMS फुट तक युग्मित का उपयोग किया जा सकता है-ICR एमएस)। TIMS-फुट आईसीआर एमएस विश्लेषण उच्च संकल्प आयन गतिशीलता और अति उच्च संकल्प एमएस विश्लेषण है, जो आगे उनकी टक्कर पार वर्गों (सीसीएस) और रासायनिक सूत्र द्वारा समाजिक घटकों की पहचान की अनुमति प्रदान करता है। परिणाम बताते हैं के रूप में तेल-पानी के मिश्रण प्रकाश के संपर्क में है, वहाँ है कि महत्वपूर्ण पानी में सतह तेल की तस्वीर-solubilization। समय के साथ, solubilized अणुओं की रासायनिक परिवर्तन की तुलना में आम तौर पर बेस तेल में मनाया गया एक बड़ा ऑक्सीजन सामग्री के साथ उन लोगों के पक्ष में नाइट्रोजन और सल्फर असर प्रजातियों की पहचान की संख्या में कमी के साथ जगह लेता है।
Introduction
दोनों प्राकृतिक कारणों से और मानवीय संपर्क से कच्चे तेल के लिए पर्यावरण जोखिम के कई स्रोतों कर रहे हैं। पर्यावरण के लिए रिहाई पर, विशेष रूप से समुद्र में, कच्चे तेल विभाजन की सतह पर एक तेल चालाक के गठन, वातावरण को अस्थिर घटकों की हानि, और अवसादन के साथ गुजरना कर सकते हैं। हालांकि, खराब घुलनशील तेल और पानी होती है, और इस मिश्रण है, जो प्रतिष्ठित solubilized नहीं है, कम ऊर्जा मिश्रण रूपों क्या कम ऊर्जा पानी समायोजित अंश (LEWAF) के रूप में जाना जाता है। पानी में तेल घटकों के solubilization आम तौर पर सौर विकिरण के तेल-पानी इंटरफेस के प्रदर्शन के दौरान बढ़ाया है। सागर में कच्चे तेल की यह तस्वीर-solubilization enzymatic गिरावट 1, 2 को सौर विकिरण के लिए और / या कारण इस प्रदर्शन के कारण महत्वपूर्ण रासायनिक परिवर्तन से गुजरना कर सकते हैं। इन रासायनिक परिवर्तन को समझना और कैसे वे थोक मैट्रिक्स (यानी, कच्चे तेल) की उपस्थिति में घटित प्रभाव इस जोखिम को कम करने के लिए पर्यावरण पर है मौलिक है।
पिछले अध्ययनों से पता चला है कि कच्चे तेल की ऑक्सीजन, विशेष रूप से पॉलीसाइक्लिक सुरभित हाइड्रोकार्बन (PAHS) है, जो संदूषण कि जीवों को हानि पहुँचाता है, से होकर गुजरती है जैव-संचय की एक बेहद जहरीला स्रोत का प्रतिनिधित्व से होकर गुजरती है, और बायोएक्टिव 3, 5, 6 है। अलग ऑक्सीजन प्रक्रियाओं के उत्पादों को समझना चुनौती दे रहा है, क्योंकि वे केवल थोक मैट्रिक्स की उपस्थिति में होते हैं। इसलिए, एक एकल, मानक विश्लेषण प्रकृति में होने वाली परिवर्तन के प्रतिनिधि नहीं हो सकता है। LEWAF की तैयारी प्राकृतिक प्रक्रियाओं है कि एक पर्यावरण की स्थापना में जगह ले दोहराने चाहिए। खास रुचि PAHs के ऑक्सीजन, जो सौर विकिरण की वजह से होता है।
टी "> पानी समायोजित अंश के अध्ययन में दूसरी चुनौती नमूना की जटिलता, इसकी उच्च द्रव्यमान और ऑक्सीजन की डिग्री की वजह के कारण नमूने में विभिन्न रासायनिक घटकों के आणविक पहचान है।, ऑक्सीजन उत्पादों रहे हैं आम तौर पर पारंपरिक विश्लेषण के लिए अनुपयुक्त गैस एमएस विश्लेषण 7, 8 के साथ संयुक्त क्रोमैटोग्राफी द्वारा किया जाता है। एक वैकल्पिक दृष्टिकोण अति उच्च सामूहिक संकल्प एमएस तकनीक (उपयोग जैसे, एफटी-आईसीआर एमएस द्वारा नमूना के रासायनिक सूत्र में परिवर्तन को चिह्नित करने के लिए है )। एफटी-आईसीआर एमएस करने के लिए TIMS युग्मन, एमएस डोमेन समदाब रेखीय जुदाई के अलावा करके, आयन गतिशीलता स्पेक्ट्रोमेट्री (आईएमएस) आयाम नमूना 9, 10, 11 में मौजूद विभिन्न isomers के लिए जुदाई और विशेषता जानकारी प्रदान करता है। एक वायुमंडलीय दबाव लेजर के साथ संयुक्तआयनीकरण (APLI) स्रोत, विश्लेषण के नमूने में पाया संयुग्मित अणुओं को चयनात्मक हो सकता है, की अनुमति परिवर्तन है कि PAHs होने की गुजरना सही 12 की विशेषता, 13।इस काम में, हम तेल घटकों के परिवर्तन की प्रक्रिया का अध्ययन करने के क्रम में तस्वीर-विकिरण के संपर्क में LEWAFs की तैयारी के लिए एक प्रोटोकॉल का वर्णन है। हम यह भी परिवर्तन है कि तस्वीर विकिरण पर पाए जाते हैं, साथ ही नमूना निकासी के लिए प्रक्रिया को दर्शाते हैं। हम यह भी प्रकाश के लिए जोखिम के एक समारोह के रूप में LEWAF PAHs को चिह्नित करने के लिए फुट आईसीआर एमएस के साथ मिलकर TIMS साथ APLI के उपयोग को पेश करेंगे।
Protocol
Representative Results
Discussion
प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम
LEWAFs की रासायनिक जटिलता प्रयोगशाला प्रयोगों के लिए आदेश में सही प्रतिबिंबित करने के लिए क्या स्वाभाविक रूप से होता में सटीक तैयारी की आवश्यकता है। डेटा का एक …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम के स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थान (FFL को अनुदान सं R00GM106414) द्वारा समर्थित किया गया। हम उनके समर्थन के लिए फ्लोरिडा अंतर्राष्ट्रीय विश्वविद्यालय की उन्नत मास स्पेक्ट्रोमेट्री सुविधा को स्वीकार करना होगा।
Materials
| Reagents | |||
| methylene chloride | |||
| methanol | |||
| toluene | |||
| Na2SO4 | |||
| Crude oil | |||
| Instant Ocean® | Aquarium Systems | 33 ppt salinity with 0.45 μm pore filtration | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| Suntext XLS+ | Atlas Chicalo Ill, USA | 1500 w xeon arc lamp, light intensity of 765 W/m2 | |
| Atmospheric Pressure Laser Ionization | Bruker Daltonics Inc, MA | Note a 266 nm laser is used | |
| TIMS-FT-ICR MS Instrument | Bruker Daltonics Inc, MA | The set up we had consisted of a 7T magnet with an infinity cell | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Software | |||
| DataAnalysis 4.2 | Bruker Daltonics Inc, MA | ||
| Python 2.7 | Requires Numpy, Scipy, Pandas, glob, oct2py, and os | ||
| Octave 4.0 |
References
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