Utvikling av metode for bestemmelse av hydrogenfluorid i luft ved bruk av passive prøvetakere og ionekromatografi

Abstract

Målsettingen for arbeidet var å utvikle og validere en metode for å kunne bestemme hydrogenfluorid (HF) konsentrasjon i uteluft ved bruk av passiv prøvetaking og ionekromatografisk bestemmelse. I valideringen av metoden ble det sett på linearitet, spesifisitet, nøyaktighet, presisjon og deteksjons- og kvantifiseringsgrenser, samt robusthet og måleområde.

Den passive prøvetakingen baserte seg på absorpsjon av HF på KOH-impregnerte og K2CO3-impregnerte kvarts- og cellulosefiltre. Prøvetakerne ble eksponert i tre-fire uker og filtrene ble tilsatt en utvaskløsning av H2O2 etter eksponering. Det ble arbeidet mye med blindverdiene til metoden, ettersom disse hadde variable og for høye gjennomsnittsverdier. Analysen ble utført på en anionbytte kolonne, AS18, i en høytrykks væskekromatograf, Dionex Integrion HPIC. Konsentrasjonen av HF i luft i Årdal kommune rett ved aluminiumsfabrikken til Hydro var 2,7 ± 0,42 µg/m3. I arbeidet ble parallelle prøver fra det Svenska Miljöinstituttet benyttet som referanseverdier og disse viste 0,93 ± 0,021 µg/m3. Nøyaktigheten til metoden ble bestemt til å ikke være god nok ettersom den ikke var lik nok referanseverdien. Presisjonen til de to uttestede var veldig ulike og prøvetakere med kvartsfilter oppnådde bedre presisjon enn prøvetakere med cellulosefiltre. Presisjonen ble bestemt til å ikke være god nok på grunn av høye standardavvik og RSD-verdier for begge metodene. Det var bedre presisjon på de eksponerte prøvene med høyere konsentrasjoner enn de med lave konsentrasjoner. Lineariteten ble bestemt av kalibreringskurven med R2-verdi >0,9999 og var god nok, spesifisiteten ble bestemt til å være god nok med hensyn på å kunne kvantifisere F. Deteksjons- og kvantifiseringsgrenser i metoden ble bestemt til å være henholdsvis 0,2 µg/m3 og 0,5 µg/m3

Metodeutviklingen ble påvirket av avkortet laboratorieperiode på grunn av covid-19 viruset og deler av arbeidet kunne med fordel blitt utviklet videre. Dette omfattet spesielt blindverdiene som var høyere enn ønsket.

The aim of the work was to develop and validate a method to determine hydrogen fluoride (HF) concentration in outdoor air using passive sampling and ion chromatographic determination. The validation of the method consisted of the parameters linearity, specificity, accuracy, precision and detection and quantification limits, as well as robustness and measuring range.

The passive sampling was based on the absorption of HF on KOH-impregnated and K2CO3-impregnated quartz and cellulose filters. The samplers were exposed for three to four weeks and the filter was washed out with H2O2 solution after exposure. There was a lot of work put into the blind values of the method, as these had variable and high average values. The work was performed on an anion exchange column, AS18, in a high-pressure liquid chromatograph, Dionex Integrion HPIC. The concentration of HF in air in Årdal county right next to Hydro's aluminum plant was 2.7 ± 0.42 μg/m3. As a reference method parallel samples from the IVL Swedish Environmental Research Institute was used and these showed that the HF concentration was 0.93 ± 0.021 ug/m3. The accuracy of the method was determined to not be good enough as it was over twice the value of the reference value. The precision of the two methods was different and the samplers with quartz filters achieved better precision than samplers with cellulose filters. There was high standard deviations and RSD values for both methods, and the precision was determined to not be good enough with samplers exposed to low concentrations, but better when exposed to higher concentration. The linearity was specified by the calibration curve with the R2 value > 0.9999 and was good enough, the specificity was good enough to be quantify F-. Detection and quantification limits in the method are important to be 0.2 µg/m3 and 0.5 ug/m3.

The method development was affected by shortened laboratory periods due to the covid-19 virus and parts of the work could with advantage have been further developed.