|
MASARYKOVA UNIVERZITA
Přírodovědecká fakulta
centrum pro výzkum toxických látek v prostředí
|
|
diplomová práce
Metody izolace a detekce látek použitelných jako náhrada bojových chemických látek
MARTINA VIDRMANOVÁ
Vedoucí práce: Doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc.
|
Brno 2013
|
Bibliografický záznam
Autor:
|
Bc. Martina Vidrmanová
Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita
Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí
|
Název práce:
|
Metody izolace a detekce látek použitelných jako náhrada bojových chemických látek
|
Studijní program:
|
Chemie
|
Studijní obor:
|
Chemie životního prostředí
|
Vedoucí práce:
|
Doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc.
|
Akademický rok:
|
2012/2013
|
Počet stran:
|
73+5
|
Klíčová slova:
|
Bojové chemické látky; simulanty bojových chemických látek; ochranné materiály; osud; půda; sedimenty; voda
|
Bibliographic Entry
Author:
|
Bc. Martina Vidrmanová
Faculty of Science, Masaryk University
Research centre for toxic compounds in the environment
|
Title of Thesis:
|
Methods of isolation and detection of compounds usefull as simulants of chemical warfare agents (CWA)
|
Degree programme:
|
Chemistry
|
Field of Study:
|
Environmental Chemistry
|
Supervisor:
|
Doc. RNDr. Zdeněk Šimek, CSc.
|
Academic Year:
|
2012/2013
|
Number of Pages:
|
73+5
|
Keywords:
|
CWA; chemical warfare agent simulants; fate; environment; soil; sediments; water
|
Abstrakt
Diplomová práce je zaměřena na vývoj chromatografické metody (LC-MS/MS, LC-DAD) stanovení simulantů bojových chemických látek (BCHL), umožňující sledovat úroveň kontaminace ochranných materiálů bojovými chemickými látkami a účinnost postupů dekontaminace ochranných materiálů. Pro tuto práci byly zvoleny methylsalicylát (MS), 2-chlorethyl ethyl sulfid (CEES) a 2-chlorethyl methyl sulfid (CEMS) pro simulaci chování yperitu, který se řadí mezi zpuchýřující látky. Dalšími simulanty BCHL byly diethyl ethylfosfonát (DEEP), dimethyl methylfosfonát (DMMP) a triethylfosfát (TEP), které simulují nervové látky. Simulanty byly použity ke kontaminaci materiálů, které poskytl Ústav pro jadernou bezpečnost, butylkaučuk, polyethylenová fólie a krycí textilie. Součástí práce jsou také úvodní experimenty zaměřené na studium extrahovatelnosti simulantů BCHL z půdy. Byl sledován vliv celkového organického uhlíku v půdě na účinnost extrakce simulantů z laboratorně obohacených vzorků půdy.
Abstract
The thesis is focused on the development of methods for LC/MS/MS determination of chemical warfare agent (CWA) simulants, which allows to simulate the contamination level of materials by chemical warfare agents and penetration of these substances by protective materials. For this thesis were chosen methylsalicylate (MS), 2-chloroethyl ethyl sulfide (CEES) and 2-chloroethyl methyl sulfide (CEMS) to simulate the behavior of mustard gas, which belongs to the blistering agent. Next simulants were diethyl ethylphosphonate (DEEP), dimethyl methylphosphonate (DMMP) and triethylphosphate (TEP) which simulate nerve agents. Simulants were used to contaminated materials provided by the Institute for Nuclear Safety, butyl rubber, polyethylene foil and cover fabric. Thesis contains initial experiments focused on the study of extractability CWA simulants from soil. There was an investigation about the effect of total organic carbon in the soil on the simulants extraction efficienty of laboratory-enriched soil sample.
|
Poděkování
Na tomto místě bych chtěla poděkovat především doc. RNDr. Zdeňku Šimkovi, CSc. za odborné vedení mé diplomové práce, za cenné rady, ochotu a trpělivost. Dále bych chtěla poděkovat zaměstnancům Centra pro výzkum toxických látek v prostředí za pomoc při praktické části.
Prohlášení
Prohlašuji, že jsem svoji diplomovou práci vypracovala samostatně s využitím informačních zdrojů, které jsou v práci citovány.
Brno 20.8. 2013
|
………………………………
Martina Vidrmanová
|
Seznam použitých zkratek
APCI Chemická ionizace za atmosférického tlaku
APPI Fotoionizace za atmosférického tlaku
AED Atomový emisní detektor
ASK Databáze bojových chemických látek
BCHL Bojové chemické látky
CEES 2-chlorethyl ethyl sulfid
CEMS 2-chlorethyl methyl sulfid
CEPS 2-chlorethyl fenyl sulfid
CI Chemická ionizace
CN 2-chlor-1-fenylethanon
CR Dibenz[b,f][1,4]oxazepin
CS [(2-chlorfenyl)methylen]propandinitril
DEP Diethylfosfát
DEEP Diethyl ethylfosfonát
DFP Diisopropyl fluorofosfát
DIMP Diisopropyl methylfosfonát
DMMP Dimethyl methylfosfonát
DPCP Difenyl chlorfosfát
ECA Kombinace efedrinu, kofeinu, aspirinu
ECD Detektor elektronového záchytu
EI Elektronová ionizace
ESI Ionizace elektrosprejem
FID Plamenový ionizační detektor
FPD Plamenový fotometrický detektor
FTIR Fourierova transformace IČ spektroskopie
GA Tabun
GB Sarin
GD Soman
HD Destilovaný yperit
HRMAS Spektrometrie za podmínek rotace vzorku pod magickým úhlem
HM Half mustard
IMS Ion mobilní spektrometrie
KH Henryho konstanta
KOW Rozdělovací koeficient
MRM Multiple reaction monitoring
MS Methylsalicylát
NMR Nukleární magnetická rezonance
OPCW Organizace pro zákaz chemických zbraní
PI Produktový iont
RPLC Reverzní fáze
SIM Selected ion monitoring
TDG Thioglykol
TEP Triethylfosfát
TID Termoionizační detektor
TOC Celkový organický uhlík
USE Extrakce ultrazvukem
SWE Soxhlet warm extraction
VX O-ethyl S-(2-diisopropylaminoethyl)methylfosfonothiolát
OBSAH
TEORETICKÁ ČÁST 12
1.Bojové chemické látky (BCHL) 12
2. Historie 12
3. Chemický terorismus 13
4. Klasifikace BCHL 13
5.Yperit 18
6.Sarin a Soman 20
7.Účinky bojových chemických látek 21
8.Použití BCHL ve válečných konfliktech 23
9.Objem výroby, použití a zásob BCHL 23
10.Osud BCHL v environmentálních matricích 24
11.Používané simulanty 25
12.Kritéria výběru simulantů 26
1.6 Vypařování (Těkání) 27
13.Metody studia transportu BCHL a simulantů v environmentálních matricích 28
14.Příprava a zpracování environmentálních vzorků 29
15. Instrumentální metody pro stanovení BCHL a jejich simulantů 30
16.Vliv matrice 38
EXPERIMENTÁLNÍ ČÁST 39
17. Použité chemikálie 39
18.Použité přístrojové vybavení 39
19.Chromatografická analýza simulantů BCHL 39
20.Srovnání způsobů ionizace pro LC-MS/MS detekci a stanovení simulantů BCHL 42
21.Optimalizace parametrů LC-MS/MS analýzy simulantů BCHL 54
22.Kalibrační závislosti 56
23.Limity detekce a limity stanovitelnosti 57
24.Dekontaminace ochranných materiálů zasažených BCHL 58
25.Stanovení obsahu simulantů BCHL v půdě 62
26.Vliv délky předextrakční prodlevy na množství simulantů extrahované z půdy 68
ZÁVĚR 70
PŘÍLOHY 71
LITERATURA 72