Perfluorkol-spårämne

Perfluorocarbon-spårämnen (PFT) är en rad perfluorkolväten som används i spårämnen. De används genom att släppa PFT vid en viss punkt och bestämma koncentrationen av den PFT vid en annan uppsättning punkter, vilket gör att flödet från källan till punkterna kan bestämmas.

Egenskaper

PFT tros vara ogiftiga och kemiskt inerta, klara, färglösa vätskor. De är icke brandfarliga och är inte radioaktiva. De förekommer inte alls i naturen, så bakgrundsnivåerna är mycket låga, men de kan upptäckas i extremt låga koncentrationer.

Det finns en rad PFT:er tillgängliga kommersiellt, vilket gör att försöksledaren kan släppa olika PFTs samtidigt. Cykliska perfluorkolväten, såsom perfluorometylhexan och perfluoro-1,3-dimetylcyklohexan , anses generellt vara bättre än acykliska eftersom de kan detekteras vid lägre nivåer.

Procedur

PFT kan frigöras på en mängd olika sätt, beroende på applikation, och kan vara så enkelt som att spruta ut i luften. Prover samlas sedan in på bestämda tider och platser, och tas antingen till ett laboratorium för analys eller analyseras i fält.

Analys av proverna innefattar vanligtvis tre delar; beredning, kromatografi och detektion. Förberedelse innebär avlägsnande av andra föroreningar, till exempel blandning med väte och sedan passera över en katalysator för att omvandla syre till vatten, som sedan avlägsnas med silikagel . Provet släpps sedan in i en gaskromatograf . Detta delar upp de olika PFT:erna, så ett koncentrationsvärde kan bestämmas för var och en.

Det finns två sätt att sedan detektera PFT; med hjälp av en elektroninfångningsdetektor eller negativ jonmasspektrometri . Båda teknikerna innebär att man bombarderar provet med elektroner och mäter de negativa joner som produceras. Perfluorkolväten har en särskilt hög affinitet för elektroner, så de detekteras i låga koncentrationer.

En alternativ uppsättning; kromatografen kan utelämnas och de olika PFT:erna bestämmas utifrån deras olika massor i masspektrumet.

PFT kan detekteras i så låga koncentrationer som 1 del på 10 ¹⁵ i volym (1 femtoliter i en liter).

Ansökningar

Oljereservoarer kartläggs rutinmässigt genom att injicera en PFT i ett borrhål och mäta koncentrationen vid intilliggande borrhål. På så sätt kan geologer bygga upp en bild av reservoaren.

Traditionella underjordiska högspänningskablar är konstruerade antingen med interna oljekanaler eller kanaler eller med hjälp av ett rör genom vilket den isolerade ledaren installeras. I båda konstruktionerna fylls systemet sedan med trycksatt, avgasad olja. Oljans primära funktion är att förbättra kabelns isolerande egenskaper, men ibland kan läckor uppstå genom kabelskarvar, oljesystembeslag eller skador på kabelmanteln. Läckan identifieras initialt av förlusten av vätska från systemet, men dess plats brukade involvera ingenjörer som grävde upp vägen, fryste en del av kabeln och såg om nivån fortfarande höll på att sjunka, och valde sedan en ny punkt att gräva och återställa -frysa. Det kan ta flera hål för att isolera läckan. Om en PFT injiceras i oljan kommer det att finnas en relativt hög koncentration av PFT ovanför läckan, som kan nås inom några fot, vilket kräver att endast ett enda hål grävs precis där läckan är.

PFT:er har använts för att följa luftrörelser, för att spåra flödet av föroreningar, till exempel Big Bend Regional Aerosol and Visibility Observational-studien. mäta ventilationens effektivitet och studera möjliga effekter av terroristattacker (till exempel i New York).

PFT:er har till och med använts för att spåra lösenpengar efter en kidnappning.