DD246627A5

DD246627A5 - Method for the analytical determination of organic substances

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Publication number: DD246627A5
Authority: DD
Publication date: 1987-06-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur analytischen Bestimmung von organischen Stoffen in geringer Konzentration mittels Massenanalyse, wobei die Stoffe aus einem Vorratsbehaelter hohen Druckes in den Massenanalysator mit niedrigerem Druck zu ueberfuehren sind und eine Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, das e. g. Verfahren sowie die Anlage derart auszugestalten, dass auch Stoffe, die im ppb- bis ppt-Bereich vorliegen, direkt massenanalytisch nachgewiesen werden koennen. Die Loesung ist dadurch gekennzeichnet, dass a) der Vorratsbehaelter ueber eine Dosiereinrichtung direkt mit dem Massenanalysator verbunden wird,b)der Massenanalysator auf Druckbereiche unterhalb seiner normalen Betriebsbedingungen ausgepumpt und damit die Konzentration der Stoffe reduziert wird, undc)der Nachweis der Stoffe mit erhoehter Empfindlichkeit durchgefuehrt wird.Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Bestimmung der Photostabilitaet leicht fluechtiger organischer Verbindungen (z. B. Umweltchemikalien, Konzentration-/Zeitdiagramme, Halbwertzeiten, Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten) Fig. 1The invention relates to a method for the analytical determination of organic substances in low concentration by means of mass analysis, wherein the substances are to be transferred from a reservoir of high pressure in the mass analyzer with lower pressure and a device for carrying out the method. The problem underlying the invention is that the e. G. Process and the plant to design such that even substances that are present in the ppb to ppt range, can be detected directly by mass analysis. The solution is characterized in that a) the storage container is connected directly to the mass analyzer via a metering device, b) the mass analyzer is pumped out to pressure ranges below its normal operating conditions and thus the concentration of the substances is reduced, and c) the detection of the substances with increased sensitivity The invention is particularly suitable for determining the photostability of readily volatile organic compounds (eg environmental chemicals, concentration / time diagrams, half-lives, reaction rate constants)

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur analytischen Bestimmung von organischen Stoffen in geringer Konzentration mittels Massenanalyse, wobei die Stoffe aus einem Vorratsbehälter hohen Druckes in den Massenanalysator mit niedrigerem Druck zu überführen sind.The invention relates to a method for the analytical determination of organic substances in low concentration by mass analysis, wherein the substances are to be transferred from a reservoir of high pressure in the mass analyzer with lower pressure.

Characteristic of the known technical solutions

Die analytische Bestimmung von organischen Chemikalien in der Gasphase wird aus allgemein bekannten Gründen von großen Schwierigkeiten begleitet, die einen direkten Einfluß auf die Konzentrationsgrenzen derzu messenden Chemikalien ausüben. Die üblichen Methoden setzen in vielen Fällen einen Anreicherungsschritt voraus. Während dieser komplizierten Prozeduren können aber erhebliche Fehler auftreten, da sowohl die Probennahme als auch die Komprimierung nicht standardisierbar sind. Bei Probentransport treten große Substanzverluste auf, wenn zu diesem Zweck Gasmäuse bzw. Gasspritzen eingesetzt werden. Es ist außerdem zu berücksichtigen, daß im Falle einer Gasphasenreaktion die Umsetzungen während des Transportes naturgemäß weiterlaufen, was mit der Verfälschung der Endresultate direkt gekoppelt ist. In den seltensten Fällen sind die Nachweis- und Bestimmungsmethoden zufriedenstellend direkt mit dem Probenraum oder Rezipienten kombiniert, wobei die bekannten Systeme auf der Basis der speziellen spektroskopischen Methoden arbeiten.The analytical determination of organic chemicals in the gas phase is accompanied, for well-known reasons, by great difficulties which exert a direct influence on the concentration limits of the chemicals to be measured. The usual methods in many cases require an enrichment step. However, significant errors can occur during these complicated procedures since both sampling and compression are not standardizable. When sample transport large substance losses occur when gas mice or gas syringes are used for this purpose. It should also be borne in mind that, in the case of a gas phase reaction, the reactions during transport naturally continue, which is directly coupled with the falsification of the final results. In the rarest cases, the detection and determination methods are satisfactorily combined directly with the sample space or recipient, the known systems operating on the basis of the special spectroscopic methods.

Es existieren zur Zeit noch nicht einmal Systeme zur Direktbestimmung der chemischen Zusammensetzung der Gasphasengemische ohne Anreicherung im ppb-Bereich. Der direkte Einsatz von Massenanalysatoren ist ebenfalls für solche Nachweisbereiche ungeeignet, da ihre Betriebsparameter, z.B. der Betriebsdruckbereich von 10~⁴--10~⁶torr, ein derart hohes Rausch/Signal-Verhältnis verursacht, daß die im ppb-Bereich oder darunter vorliegenden Stoffe nicht festgestellt werden können. Eine Reduzierung des Betriebsdruckes aufwerte unterhalb 10"⁶torr, die dem gewünschten Meßbereich nahe kämen, würde lediglich bewirken, daß sowohl das Rauschen als auch das Meßsignal eliminiert sind.There are currently not even systems for direct determination of the chemical composition of the gas phase mixtures without accumulation in the ppb range. The direct use of mass analyzers is also unsuitable for such detection ranges, since their operating parameters, eg the operating pressure range of 10 ~ ⁴ - 10 ~ ⁶ torr, causes such a high noise / signal ratio that the substances present in the ppb range or below can not be determined. A reduction of the operating pressure to values below 10 ^"6 torr, which come close to the desired measuring range, would only cause that both the noise and the measurement signal are eliminated.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Schwierigkeiten zu überwinden.The aim of the invention is to overcome the difficulties mentioned.

Explanation of the essence of the invention

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das e.g. Verfahren sowie die Anlage derart auszugestalten, daß auch Stoffe, die im ppb- bis ppt-Bereich vorliegen, direkt massenanalytisch nachgewiesen werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren zur analytischen Bestimmung von organischen Stoffen in geringer Konzentration mittels Massenanalyse, wobei die Stoffe aus einem Vorratsbehälter hohen Druckes in den Massenanalysator mit niedrigerem Druck zu überführen sind, ist dadurch gekennzeichnet, daßThe object underlying the invention is that, e.g. Process and the plant to design such that even substances that are present in the ppb to ppt range, can be detected directly by mass. The inventive method for the analytical determination of organic substances in low concentration by mass analysis, wherein the substances are to be transferred from a reservoir of high pressure in the mass analyzer with lower pressure, characterized in that

a) der Vorratsbehälter über eine Dosiereinrichtung direkt mit dem Massenanalysator verbunden wird,a) the reservoir is connected directly to the mass analyzer via a metering device,

b) der Massenanalysator auf Druckbereiche unterhalb seiner normalen Betriebsbedingungen ausgepumpt und damit die Konzentration der Stoffe reduziert wird, undb) the mass analyzer is pumped out to pressure ranges below its normal operating conditions, thereby reducing the concentration of the substances, and

c) der Nachweis der Stoffe mit erhöhter Empfindlichkeit durchgeführt wird.c) the detection of substances with increased sensitivity is performed.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält ein Nadelventilsystem als Dosiervorrichtung, eine Vakuumpumpe zur Erzeugung eines Druckes für die normalen Bedingungen im Massenanalysator, eine Ionenpumpe zur Erzeugung der niedrigeren Druckbereiche sowie einen Sekundärelektronenvervielfacher zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Nachweises. Der Sekundärelektronenvervielfacher ist vorteilhaft ein Chaneltron-electro-multiplier. Der Chaneltron-electro-multiplier ist mit. einer Massenkorrekturblende kombiniert.The apparatus for carrying out the method includes a needle valve system as a metering device, a vacuum pump for generating a pressure for the normal conditions in the mass analyzer, an ion pump for generating the lower pressure ranges and a secondary electron multiplier for increasing the sensitivity of the detection. The secondary electron multiplier is advantageously a chaneltron electro-multiplier. The Chaneltron-electro-multiplier is with. combined with a mass correction aperture.

Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Bestimmung der Photostabilität leichtflüchtiger organischer Verbindungen (z.B. Umweltchemikalien, Konzentration-ZZeitdiagramme, Halbwertzeiten, Reaktionsgeschwindigkeitskonstahten), der Photostabilität schwer verdampf barer Verbindungen (Umweltchemikalien, die zu den 1,2-Diketonen gezählt werden; das entstehende CO mit einer Nachweisgrenze von 200 ppt), der Arbeitsplatzkonzentration organischer Chemikalien in einer Produktionsstätte (Benzol und 1,2-trans-Dichlorethylen-Konzentration; Nachweisgrenze 100ppt-5ppb), der Konzentration organischer Chemikalien in geschlossenen Räumen (Pentachlorphenol-Nachweisin Büroräumen; 40/j,g/m³-55^g/m³), Analyse wäßriger und fester Proben (Benzolnachweis aus dem Fluß Goldach/Kreis Erding; Nachweisgrenze 10ppb; und CO₂-Nachweis aus dem Trägermaterial (Kieselgel, Aluminiumoxid neutral, Montmorillonid, Sande aus Tulorosa, Ägypten, Libyen und Saudi " Arabien nach den Mineralisierungsexperimenten unter standardisierten Bedingungen;· Nachweisgrenze für CO₂ mind. 100 ppt) sowie der Konzentration von toxischen Substanzen in Inhalationskammern (Biacetyl, Benzol, Tetrachlorkohlenstoff, Freon 11 und 12, Benzaldehyd, Chlorbenzol und 1,2-Trans-Dichlorethylen; Nachweisgrenze mind. 100-500 ppt). . .The invention is particularly suitable for determining the photostability of volatile organic compounds (eg environmental chemicals, concentration-time diagrams, half-lives, reaction rate constants), the photostability of compounds which are difficult to evaporate (environmental chemicals which are counted among the 1,2-diketones; Detection limit of 200 ppt), the workplace concentration of organic chemicals in a production facility (benzene and 1,2-trans-dichloroethylene concentration, detection limit 100ppt-5ppb), the concentration of organic chemicals in confined spaces (detection of pentachlorophenol in offices; 40 / j, g / m ³ -55 ^ g / m ³ ), analysis of aqueous and solid samples (benzene detection from the river Goldach / circle Erding, detection limit 10ppb; and CO ₂ detection from the support material (silica gel, alumina neutral, montmorillonide, sands from Tulorosa, Egypt, Libya and Saudi Arabia after the mineralization experiments un detection limit for CO _{2 of} at least 100 ppt) and the concentration of toxic substances in inhalation chambers (biacetyl, benzene, carbon tetrachloride, Freon 11 and 12, benzaldehyde, chlorobenzene and 1,2-trans-dichloroethylene; Detection limit at least 100-500 ppt). , ,

Als Anwendungsgebiete eignen sich die Blutalkoholbestimmung, Bestimmung leicht flüchtiger Verbindungen im Urin (ζ. Β. Ketone), Bestimmung chlorierter Kohlenwasserstoffe im Fettgewebe, Bestimmung leicht flüchtiger Produkte aus dem Klärschlamm, Müllschlacke und Flugasche, Überwachung der Straßen- und Stadtluft (alle Schadstoffe einschließlich Stickoxide, Schwefeldioxid und organische Umweltchemikalien in der Luft), Kontrolle der Abgase aus Verbrennungsmaschinen und deren einwandfreie Identifizierung und Quantifizierung, Überprüfung der Vollständigkeit der Gasphasen reaktion in der chemischen Industrie (z. B. Ammoniak-Synthese), thermische Zersetzbarkeit der Marktartikel aus der Halbleiterindustrie, Bestimmung von Wasserstoff, Helium, Stickstoff und anderen Gasen in verschiedenen Bereichen der Industrie und die Kontrolle der thermischen Zersetzung organischer Umweltchemikalien bei der Müllverbrennung und Pyrolyse-Prozessen.Areas of application are blood alcohol determination, determination of volatile compounds in urine (ζ, K ketones), determination of chlorinated hydrocarbons in adipose tissue, determination of readily volatile products from sewage sludge, waste slag and fly ash, monitoring of road and city air (all pollutants including nitrogen oxides , Sulfur dioxide and organic environmental chemicals in the air), control of exhaust gases from combustion engines and their proper identification and quantification, verification of the completeness of the gas phase reaction in the chemical industry (eg ammonia synthesis), thermal decomposition of marketed products from the semiconductor industry, Determination of hydrogen, helium, nitrogen and other gases in various sectors of industry and control of the thermal decomposition of organic environmental chemicals in waste incineration and pyrolysis processes.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der zugehörigen Zeichnung sowie Anwendungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment by means of the accompanying drawings and examples of application. Show it:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der.erfindungsgemäßen Vorrichtung; ' .1 shows a schematic representation of the device according to the invention; '.

Fig.2: eine schematische Darstellung des Nadelventilsystem.s.2 shows a schematic representation of the Nadelventilsystem.s.

Die aus Fig. 1 ersichtliche Anlage besteht im wesentlichen aus 3 Teilen, nämlich aus einem Vakuum-kontrollierbaren Rezipiententeii 1, einem optimierten Massenanalysatorsystem 2 und einem speziellen Separatorsystem 3. Der Rezipiententeii 1 besteht aus einem kugelförmigen Glasreaktor 4 mit variierbaren Rezipientengrößen zwischen 1-4001 und Zusatzeinsätzen, z. B. Bestrahler 5, für verschiedene Zwecke. Der Rezipient ist von einem Heizmantel 6 umgeben, der Temperaturbereiche bis zu 200⁰C ermöglicht. Das gesamte System 1 kann mit Hilfe einer Turbomolekularpumpe 7 bis auf 10~⁸torr evakuiert werden. Durch Einsatzeines viton-gedichteten Schieberventils kann der Reaktionsraum 8 vom Pumpenstand getrennt werden (Vorpumpe 9). Nach Erreichen des gewünschten Druckes können aus dem Einlaßsystem 10 die Proben oder Probenteile mit den Stoffen in die Gasphase gebracht und deren Konzentration mit Hilfe der Druckmessungen bestimmt werden. Das Einlaßsystem 10 besteht aus einem Edelmetallgehäuse mit vier Vakuumabdichtbaren Öffnungen. Von der oberen Seite ist es mit einem gefederten Metallstab 11 versehen, mit dessen Hilfe die flüchtigen Proben, die sich in standardisierbaren Kapillaren befinden, mechanisch freigesetzt werden können. Für Festproben stehen Porzellansch'iffchen zur Verfügung. Unterhalb des Einlaßsystems 10 ist eine variierbare Gasventilkombination 12 untergebracht, die die Aufgabe hat, gasförmige Proben kontrolliert in den Gasreaktor 4 einzulassen.The system shown in FIG. 1 consists essentially of three parts, namely a vacuum-controllable container 1, an optimized mass analyzer system 2 and a special separator system 3. The container 1 consists of a spherical glass reactor 4 with variable recipient sizes between 1-4001 and Additional missions, eg. As irradiator 5, for different purposes. The recipient is surrounded by a heating jacket 6, the temperature ranges up to 200 ⁰ C allows. The entire system 1 can be evacuated to 10 ~ ⁸ torr with the aid of a turbomolecular pump 7. By inserting a viton-sealed slide valve, the reaction space 8 can be separated from the pump stand (fore pump 9). After reaching the desired pressure, the samples or sample parts can be brought with the substances in the gas phase from the inlet system 10 and their concentration can be determined by means of the pressure measurements. The inlet system 10 consists of a noble metal housing with four vacuum sealable openings. From the upper side it is provided with a spring-loaded metal rod 11, with the aid of which the volatile samples, which are in standardizable capillaries, can be mechanically released. Porzellansch'iffchen are available for festivals. Below the intake system 10, a variable gas valve combination 12 is housed, which has the task to enter gaseous samples controlled in the gas reactor 4.

Der Rezipiententeii 1 bietet Arbeitsmöglichkeiten in den Druckbereichen 1-10~⁸torr und in verschiedenen Druckbereichen mit unterschiedlichen Rezipientenvolumen unter Verwendung von Gas bzw. Gasgemischen.The recipient compartment 1 offers work possibilities in the pressure ranges 1-10 ~ ⁸ torr and in different pressure ranges with different recipient volumes using gas or gas mixtures.

Beim optimierten Massenanalysatorsystem 2 mit dem speziellen Separatorteil 3 wird ein Quadrupol-Massen.spektrometer 13 verwendet, das durch Installation eines Chaneltron-electro-multipliers 14 mit einer Massenkorrekturblende 15, sowie durch Einbau einer ionenpumpe 16 modifiziert ist, wobei die Ionenpumpe 16 senkrecht zu der Massenanalysator-Turbomolekular-Pumpeneinheit 17 angebracht wird. Die optimale Funktionsweise der Anlage wurde nach folgenden Punkten bewertet:In the optimized mass analyzer system 2 with the special separator part 3, a quadrupole mass spectrometer 13 is used which is modified by installing a Chaneltron electro-multiplier 14 with a mass correction aperture 15 and by incorporating an ion pump 16, the ion pump 16 being perpendicular to the Mass analyzer turbomolecular pump unit 17 is attached. The optimal functioning of the system was evaluated according to the following points:

a) Dichtigkeit des gesamten Systems mit Hilfe der Druckanstiegsmessungen gegen Zeit, wobei die maximale zulässige Leckrate 1 χ 10"⁵torrl/s beträgt unda) Tightness of the entire system by means of pressure rise measurements versus time, the maximum permissible leak rate being 1 χ 10 " ⁵ torrl / s, and

b) Empfindlichkeitsmessungen am Quadrupol-Massenspektrometer 13 anhand der Referenzverbindungen Benzol, Diacetyl und Chloroform, wobei eine Nachweisgrenze von mindestens lOOppb erreicht wird.b) Sensitivity measurements on the quadrupole mass spectrometer 13 using the reference compounds benzene, diacetyl and chloroform, whereby a detection limit of at least 100 ppb is achieved.

Das Massenspektrometer 13 wird gewöhnlicherweise im Druckbereich zwischen 10~⁴ und 10"⁶torr betrieben. Der Nachweis der Ionen, und zwarsowohl die der zu untersuchenden Stoffe als auch deranderen Gasbestandteile (Verunreinigungen), erfolgt mittels eines Sekundärelektronenvervielfachers. Sollen Konzentrationen der Stoffe im ppb- bzw. ppt-Bereich nachgewiesen werden, genügt es nicht einfach, den Vakuumbereich im Massenspektrometer 13 entsprechend zu erhöhen, da in diesem Falle das SignaI/Rausch-Verhältnis die Messung unmöglich macht. Andererseits würde zwar eine reine Druckerniedrigung wiederum für saubere Meßbedingungen sorgen, im vorliegenden Falle würde sie den Nachweis der Stoffe aber verhindern,-da ihre Konzentration in der Ionenquelle entsprechend erniedrigt würde. Beim erfindungsgemäßen Verfahren, wird zwar auch der Druckbereich des Massenspektrometers 13 in Bereiche von 10"⁹torr heruntergedrückt, so daß das Rauschen verschwindet, aber durch die Verwendung von Chaneltron-electro-multipliers 14 mit Massenkorrekturblende 15 wird die Empfindlichkeit des Nachweises der Stoffe erheblich verbessert. Es entstehen quasi Reinspektren der Stoffe.The mass spectrometer 13 is usually operated in the pressure range between 10.sup.- ⁴ and 10.sup.- ⁶ torr.The detection of the ions, and both of the substances to be investigated and the other gas constituents (impurities), takes place by means of a secondary electron multiplier. or ppt range are detected, it is not enough to simply increase the vacuum range in the mass spectrometer 13, since in this case the signal / noise ratio makes the measurement impossible However, in the present case, it would prevent the detection of the substances, since their concentration in the ion source would be correspondingly reduced In the method according to the invention, the pressure range of the mass spectrometer 13 is also reduced to ranges of 10.sup.- ⁹ torr, so that the noise disappears through the use of C haneltron-electro-multipliers 14 with mass correction aperture 15 significantly improves the sensitivity of the detection of the substances. There are virtually pure spectra of the substances.

Das Separatorsystem 3 zwischen dem Giasreaktor4 und dem Massenanalysatorsystem 2 besteht aus drei Nadelventilen 18 bis 20 (s. Fig. 2), die sowohl in Serie als auch parallel kombiniert werden können. Das Nadelventil 18 ist unter normalen Bedingungen geschlossen, d.h. die Drücke im Glasreaktor 4 liegen über 10~⁶ und die Konzentration der zu untersuchenden Stoffe ist entsprechend hoch. Dann muß die Dosierung über die beiden Reduziernadelventile 19; 20 stufenlos durchgeführt werden, damit sowohl der Druck als auch die Konzentration der Stoffe in für das Massenspektrometer 13 geeigneten Wertbereichen liegen. Für den Fall, daß bereits diese Wertbereiche im Glasreaktor 4 vorherrschen, kann direkt über das Nadelventil 18 angeschlossen werden.The separator system 3 between the Giasreaktor4 and the mass analyzer system 2 consists of three needle valves 18 to 20 (see Fig. 2), which can be combined both in series and in parallel. The needle valve 18 is closed under normal conditions, ie, the pressures in the glass reactor 4 are above 10 ~ ⁶ and the concentration of the substances to be examined is correspondingly high. Then the dosage via the two reducing needle valves 19; 20 are continuously performed so that both the pressure and the concentration of the substances are in suitable for the mass spectrometer 13 value ranges. In the event that these value ranges already prevail in the glass reactor 4, it is possible to connect directly via the needle valve 18.

Zur Durchführung der Experimente können kugelförmige Glasreaktoren 4 aus Pyrexglas verwendet werden, wobei als Bestrahler unterschiedliche Lampentypen einsetzbar sind. Bei der Verwendung des Gasphase-Massenanalysatorsystems 2 wird das folgende Versuchsschema eingehalten:To carry out the experiments, spherical glass reactors 4 made of pyrex glass can be used, it being possible to use different lamp types as irradiators. When using the gas phase mass analyzer system 2, the following experimental scheme is followed:

1. Einschmelzungen der luftfreien Substanzen in,Kapillarröhrchen.1. Melting of the air-free substances in, capillary tubes.

2. Erzeugung der Vakuumbereiche in dem Rezipiententeil 1 bis auf 10~⁷-10~⁸torr.2. Generation of the vacuum areas in the recipient part 1 to 10 ~ ⁷ -10 ~ ⁸ torr.

3. Dosierung der Chemikalien aus dem Einlaßsystem 10 in den Glasreaktor 4 bis zu den Anfangskonzentrationen 1-25 ppm).3. metering of the chemicals from the inlet system 10 into the glass reactor 4 up to the initial concentrations 1-25 ppm).

4. Stabilisierung des Massenspektrometers 13 auf die angegebene Konzentration.4. Stabilization of the mass spectrometer 13 to the specified concentration.

5. Betätigung des Bestrahlers 5 nach der Einbrennzeit der Lampe.5. Actuation of the irradiator 5 after the burn-in time of the lamp.

6. Messung der Abnahme der Ausgangsverbindungen und Nachweis der Bildung der Photoprodukte mit Hilfe des optimierten Massenanalysatorsystems 2.6. Measurement of the decrease in the starting compounds and detection of the formation of the photoproducts by means of the optimized mass analyzer system 2.

Anwendungsbeispiele -Application examples -

1. Bestimmung der Photostabilität schwer verdampfbarer Verbindungen einschließlich Kunststoffe und Kunststoffolien. Zirka 2g der betreffenden Präparate werden gleichmäßig auf die Kühlfinger der Rezipienten aufgebracht. Dies geschieht in vielen Fällen durch Lösen, Verteilen und kontrollierter Verdampfung des organischen Lösungsmittels. Im Falle der Kunststoffolien wird empfohlen, sie direkt an dem Kühlfinger aufzubringen. So erhaltene Substanzfilme bzw. -schichten können durch künstliche Lichtquellen mit unterschiedlichen Wellenlängen bestrahlt werden. Die gebildeten leichtflüchtigen Produkte diffundieren direkt in die Gasphase, wo sie gemessen werden. Auch in diesem Falle müssen die Konzentrationsbereiche der gebildeten Produkte mit Hilfe der Druckmessungen und anschließender Bestimmung der Empfindlichkeit des Massenspektrometers 13 gegenüber einzelnen Produkten bestimmt werden.1. Determination of the photostability of difficult to evaporate compounds including plastics and plastic films. Approximately 2 g of the respective preparations are applied evenly to the cold fingers of the recipient. This happens in many cases by dissolving, distributing and controlled evaporation of the organic solvent. In the case of plastic films, it is recommended to apply them directly to the cold finger. Thus obtained substance films or layers can be irradiated by artificial light sources having different wavelengths. The volatile products formed diffuse directly into the gas phase where they are measured. Also in this case, the concentration ranges of the products formed must be determined by means of the pressure measurements and subsequent determination of the sensitivity of the mass spectrometer 13 to individual products.

2. Bestimmung der Arbeitsplatzkonzentration organischer Chemikalien in einer Produktionsstätte.2. Determination of the workplace concentration of organic chemicals in a production facility.

" Mit Hilfe des vorliegenden Systems besteht die Möglichkeit, Konzentrationen der Chemikalien in Fabrik- und Produktionsanlagen kontinuierlich zu bestimmen und zu überwachen. Das optimierte Massenanalysatorsystem 2 mit dem Separatorsystem 3 ist in der Lage, direkt aus dem Luftraum (1 atm) Proben zu nehmen und zu bearbeiten. Ferner besteht die Möglichkeit, durch Kopplung mit einem zusätzlichen Ventilprobennahmesystem 21 (s. Fig. 1) Messungen an verschiedenen Stellen durchzuführen. Da pro Messung 10s gebraucht werden, ist die zeitliche Veränderung der Konzentration der Arbeitsplatzchemikalien leicht bestimmbar. So können auch spontan auftretende Spitzenwerte erfaßt werd-en, die bei der Bewertung der Arbeitsplatzsicherung von immenser Bedeutung sind."With the help of the present system it is possible to continuously determine and monitor concentrations of chemicals in factory and production facilities.The optimized mass analyzer system 2 with the separator system 3 is able to take samples directly from the airspace (1 atm It is also possible to carry out measurements at various points by coupling with an additional valve sampling system 21 (see Fig. 1) Since 10s are needed per measurement, the temporal change in the concentration of the workplace chemicals is easily determinable peak values that are of immense importance in assessing job security.

3. Bestimmung der Konzentration organischer Chemikalien in geschlossenen Räumen. *..3. Determination of the concentration of organic chemicals in confined spaces. * ..

Da die Empfindlichkeit des vorgeschlagenen Gasphasen-Massenanalysators für viele Chemikalien im niedrigen ppb-Bereich liegt, sind die Konzentrationen von Schadstoffen in Wohn-, Büro- und Aufenthaltsräumen bestimmbar. Konzentration/ Zeitdiagramme sind anfertigbar, die die Erfassung dertatsächlichen Belastung in geschlossenen Räumen ermöglichen.Since the sensitivity of the proposed gas phase mass analyzer for many chemicals in the low ppb range, the concentrations of pollutants in living rooms, offices and lounges can be determined. Concentration / time diagrams are available, which allow the detection of the actual load in closed rooms.

4. Analyse wäßriger und fester Proben (Wasser-und Bodenuntersuchungen).4. Analysis of aqueous and solid samples (water and soil analyzes).

Nach der Einbringung wäßriger bzw. fester Proben in das Einlaßsystem 10 können die leichtflüchtigen organischen Chemikalien durch Erzeugung des Hochvakuums in die Gasphase transportiert werden, wo sie analog der vorangegangenen Beispiele in ihren Konzentrationen bestimmbar sind.After the introduction of aqueous or solid samples in the intake system 10, the volatile organic chemicals can be transported by generating the high vacuum in the gas phase, where they are determinable in their concentrations analogous to the preceding examples.

5. Inhalationsversuche (Bestimmung der Konzentration von toxischen Substanzen in Inhalationskammern).5. Inhalation experiments (determination of the concentration of toxic substances in inhalation chambers).

Zur Überwachung und Durchführung der Inhalations-toxikologischen Untersuchungen eignet sich das erfindungsgemäße System besonders, da mit ihrer Hilfe sowohl die Konzentration der eingesetzten Verbindungen (z. B. Äthan, Propan in Atemluft) als auch die von den Versuchstieren abgegebenen Streßsubstanzen über längere Zeitspannen erfaßbar sind.The system according to the invention is particularly suitable for monitoring and carrying out the inhalation-toxicological examinations, since with its aid both the concentration of the compounds used (eg ethane, propane in respiratory air) and the stress substances released by the experimental animals can be detected over longer periods of time ,

Claims

Invention claim:

A method for the analytical determination of low-concentration organics by mass analysis, wherein the substances are to be transferred from a reservoir of high pressure in the mass analyzer with lower pressure, characterized in that

a) the reservoir (4) via a metering device (18-20) is connected directly to the mass analyzer (13).

b) the mass analyzer (13) is pumped to pressure ranges below its normal operating conditions, thereby reducing the concentration of the substances, and

c) the detection of substances with increased sensitivity is performed.

2. Apparatus for carrying out the method according to item 1, characterized in that it comprises a needle valve system (18-20) as a metering device, a vacuum pump (17) for generating a pressure for the normal conditions in the mass analyzer (13), an ion pump (16) for generating the lower pressure ranges and a secondary electron multiplier (14) for increasing the sensitivity des.Nachweises contains. »

3. Device according to item 2, characterized in that the secondary electron multiplier (14) is a Chaneltron electromultiplier.

4. The device according to item 2 and 3, characterized in that the Chaneltron-electro-multiplier (14) is combined with a mass correction aperture (15).