DIN 38414-14 تحديد مركبات البوليفلورينات المختارة (PFCs) في الحمأة والسماد والتربة - طريقة التحديد بالكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء وقياس الطيف الكتلي

DIN 38414-14 تحديد مركبات البوليفلورينات المختارة (PFCs) في الحمأة والسماد والتربة - طريقة التحديد بالكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء وقياس الطيف الكتلي

المعيار الألماني "DIN 38414-14: الطرق القياسية الألمانية لتحليل المياه ومياه الصرف الصحي والحمأة - الحمأة والرواسب (المجموعة S) - الجزء 14: تحديد مركبات البوليفلورينات المختارة (PFCs) في الحمأة والسماد والتربة - طريقة كروماتوغرافيا السائل عالي الأداء والتحليل الطيفي الكتلي (HPLC-MS/MS)"، الصادر عن المعهد الألماني للتوحيد القياسي (DIN)، هو معيار وطني ألماني ينتمي إلى سلسلة معايير DIN 38414 الشاملة. تغطي هذه السلسلة الطرق القياسية لتحليل الحمأة والرواسب (المجموعة S) ضمن السياق الأوسع لتحليل المياه ومياه الصرف الصحي والحمأة.

DIN 38414-14 تحديد مركبات البوليفلورينات المختارة (PFCs) في الحمأة والسماد والتربة - طريقة التحديد بالكروماتوغرافيا السائلة عالية الأداء وقياس الطيف الكتلي

يحدد هذا المعيار إجراءً تحليليًا موثوقًا وقابلًا للتكرار لتحديد كمية مواد البيرفلورو ألكيل المختارة (PFAS/PFCs) من مجموعة "المواد الكيميائية الدائمة" في المواد الصلبة البيئية. وينطبق على:

  • حمأة الصرف الصحي
  • سماد
  • توبراك
  • الرواسب (بما في ذلك الرواسب المائية)

تشكل هذه المواد مخاطر بيئية وصحية كبيرة بسبب استمراريتها، وإمكانية تراكمها الحيوي، وانتشارها الواسع في مصادر مثل رغوة مكافحة الحرائق، والمنسوجات، وتغليف المواد الغذائية، والعمليات الصناعية.

تعتمد التقنية الأساسية على كروماتوغرافيا السائل عالي الأداء (HPLC-MS/MS) المقترنة بقياس الطيف الكتلي الترادفي، مما يوفر حساسية وانتقائية عاليتين للكشف عن كميات ضئيلة من مواد البيرفلورو ألكيل والبولي فلورو ألكيل.

يتضمن سير العمل النموذجي ما يلي:

  • تحضير العينة (على سبيل المثال، الاستخلاص بالميثانول أو المذيبات المماثلة، وعادةً ما يتم ذلك بإضافة معايير داخلية موسومة بالنظائر من أجل التحديد الكمي الدقيق)
  • خطوات التنظيف لإزالة تداخلات المصفوفة
  • الفصل الكروماتوغرافي
  • الكشف عن التفاعلات المتعددة وتحديد كميتها من خلال المراقبة في مطياف الكتلة.

استهدفت هذه الطريقة في البداية ما يقارب 10-15 مركباً مختلفاً من مركبات البيرفلورو ألكيل (معظمها أحماض بيرفلورو ألكيل كربوكسيلية وأحماض بيرفلورو ألكيل سلفونية). أما اليوم، فتقوم المختبرات بتوسيع قائمة المواد المراد تحليلها لتتجاوز الحد الأدنى المطلوب وفقاً للمعيار (عملياً، تصل إلى أكثر من 30 مركباً).

يُعد DIN 38414-14 أحد أكثر الطرق المرجعية الوطنية استخدامًا للمواد البيرفلورو ألكيلية في العينات الصلبة.

يكمل هذا المعيار طرق الماء/الاستخلاص مثل DIN 38407-42 ويدعم المراقبة التنظيمية بموجب قوانين حماية التربة الألمانية ولوائح النفايات ومبادرات الاتحاد الأوروبي لتقييد مواد البيرفلورو ألكيل.

مركبات البوليفلورين (PFCs) هي مركبات عضوية ثابتة تُنتج صناعيًا، حيث استُبدلت بعض أو كل ذرات الهيدروجين في هيكل الكربون بذرات الفلور. ونظرًا لخصائصها ومقاومتها، تُستخدم بعض هذه المركبات كعوامل سطحية في رغوة إطفاء الحرائق، وأحواض الطلاء الكهربائي، والصناعات الكيميائية الضوئية. كما تحتوي العديد من المنتجات الكيميائية المستخدمة في تشريب الورق والمنسوجات والجلود على هذه المركبات كمكونات أساسية، أو ملوثات ناتجة عن عملية الإنتاج، أو نواتج تحلل.

يمكن أن تدخل المركبات متعددة الفلور إلى دورة المياه من خلال الإنتاج والاستخدام والتخلص، ويمكنها أن تلتصق بالمواد العالقة والرواسب في الماء. أثناء معالجة مياه الصرف الصحي، يمكن أن تلتصق هذه المركبات بالحمأة، وأثناء استخدامها في الزراعة، يمكن أن تؤدي إلى تلوث الموارد الطبيعية مثل التربة والمياه الجوفية. حتى الآن، تُعد مركبات حمض البيرفلوروكتانويك وحمض البيرفلوروكتان سلفونيك الأكثر دراسة. لذلك، تُعتبر هذه المواد المركبات الرئيسية المسؤولة عن وجود المركبات متعددة الفلور.

وبناءً على ذلك، وباستثناءات قليلة، يُمنع استخدام أو طرح مواد البيرفلورو ألكيل والمركبات المشتقة منها في أسواق الاتحاد الأوروبي. يوفر هذا المعيار طريقة لتحديد بعض مواد البيرفلورو ألكيل في رواسب المياه، وحمأة الصرف الصحي، والسماد العضوي، والتربة.

باختصار، يصف معيار DIN 38414-14 طريقة لتحديد قابلية الحمأة والرواسب للتحلل اللاهوائي عن طريق قياس إنتاج الغاز الحيوي في ظروف مخبرية مضبوطة. ويُستخدم هذا المعيار على نطاق واسع في المختبرات البيئية ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي والمؤسسات البحثية لتقييم سلوك المواد العضوية أثناء الهضم اللاهوائي.

الأهداف الرئيسية لهذا المعيار هي:

  • لتحديد إمكانية إنتاج الغاز الحيوي من الحمأة أو الرواسب.
  • لتقييم قابلية التحلل البيولوجي اللاهوائي.
  • لتقييم استقرار الطين.
  • التنبؤ بسلوكه في الهاضمات اللاهوائية
  • تقدير إمكانات إنتاج الميثان.

تساعد طريقة الاختبار هذه المهندسين ومشغلي المحطات على تحديد ما إذا كانت الحمأة تمتلك الخصائص التالية:

  • لقد استقر الوضع بالفعل.
  • مناسب للمعالجة اللاهوائية.
  • إمكانية إنتاج كميات كبيرة من غاز الميثان.

تعتمد هذه الطريقة على ما يلي:

  • يجب حضانة عينات الطين في ظروف لاهوائية.
  • درجة حرارة مضبوطة (عادةً حوالي 35 درجة مئوية، ظروف محبة للحرارة المعتدلة)
  • قياس حجم الغاز الحيوي المنتج بمرور الوقت.
  • تحليل محتوى الميثان اختياري.

تعكس الزيادة في إنتاج الغاز تحلل المواد العضوية.

بشكل عام، تتبع عملية الاختبار الخطوات التالية:

  • إعداد عينة:
  • تجانس الطين
  • تحديد المادة الجافة والمواد الصلبة المتطايرة.
  • استخدام اللقاح (الحمأة اللاهوائية المنشطة)
  • الحضانة اللاهوائية:
  • أوعية تخمير محكمة الإغلاق
  • ظروف خالية من الأكسجين
  • الحضانة عند درجة حرارة ثابتة
  • فترة المراقبة: عادةً من بضعة أيام إلى بضعة أسابيع
  • قياس الغاز: تشمل الطرق الشائعة ما يلي:
  • إزاحة المياه
  • محاقن محكمة الإغلاق ضد الغاز
  • أنابيب الغاز
  • أنظمة القياس القائمة على الضغط

المعايير الرئيسية المحددة هي كما يلي:

  • الإنتاج التراكمي للغاز الحيوي
  • كفاءة الغاز النوعية
  • التحلل
  • جزء الميثان (اختياري)

تُستخدم هذه النتائج للأغراض التالية:

  • تصميم خزان الهضم
  • التحكم في تثبيت الطين
  • تقييم استعادة الطاقة
  • قرارات تصنيف النفايات

ينطبق معيار DIN 38414-14 في المجالات التالية:

  • محطات معالجة مياه الصرف الصحي البلدية
  • محطات معالجة مياه الصرف الصناعي
  • محطات معالجة الحمأة
  • تقييمات الأثر البيئي
  • مشاريع بحثية حول الغاز الحيوي

يُعتبر معيار DIN 38414-14 ضرورياً للأسباب التالية:

  • التوحيد القياسي: يوفر نتائج قابلة للمقارنة والتكرار.
  • تحسين العمليات: يساعد على تحسين أنظمة الهضم اللاهوائي.
  • كفاءة الطاقة: يدعم تخطيط إنتاج الغاز الحيوي.
  • حماية البيئة: تمنع التخلص من الحمأة غير المستقرة.
  • الامتثال التنظيمي: يدعم لوائح إدارة النفايات.

بدون هذه الأساليب الموحدة، لن تكون النتائج من المختبرات المختلفة قابلة للمقارنة، مما يؤدي إلى تصميم غير صحيح للجهاز الهضمي أو مشاكل تشغيلية.

وبالتالي، يظل معيار DIN 38414-14 طريقة أساسية للتحليل المستهدف لمواد البيرفلورو ألكيل في المصفوفات الصلبة في المختبرات البيئية الألمانية، ويتم الرجوع إليه بشكل متكرر في تقييمات التلوث ومشاريع المعالجة والبحوث المتعلقة بالمواد الكيميائية المستمرة في التربة والحمأة.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي تتطلبها، ومساعدتهم في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار DIN 38414-14.

واتس اب