Solvent Desorption of Charcoal Strips (DFLEX®) in the Analysis of Fire Debris Samples: Replacement of Carbon Disulfide

ABSTRACT

One of the most common methods for the analysis of accelerant residues in fire debris is by passive headspace adsorption onto activated charcoal. Fire debris samples are heated in the presence of charcoal strips or activated charcoal tubes and any flammable liquid residue is adsorbed onto the charcoal and later removed by solvent desorption. The DFLEX® (Diffusive Flammable Liquid Extraction) device, manufactured by Albrayco Materials Analysis Laboratory Inc., is used in just this manner, with carbon disulfide the most widely used solvent for the desorption of accelerant residues from the carbon strip. However, carbon disulfide has an unpleasant odour, is a significant health and safety hazard, and is a poor solvent for the desorption of alcohols.

With a view to finding a suitable replacement for carbon disulfide, a number of alternative solvents were investigated for their ability to satisfactorily desorb accelerant residues from the DFLEX® apparatus. The desired solvent was required to be considerably less dangerous than carbon disulfide, and able to desorb all accelerant classes, over the volatility range from light to heavy products. A recommendation is made for a solvent to replace carbon disulfide in the desorption of charcoal strip devices used for the routine analysis of fire debris samples.

RÉSUMÉ

L'adsorption par diffusion passive est l'une des techniques la plus couramment utilisée pour l'analyse de résidus d'accélérants dans les cas d'incendies. Les échantillons de débris d'incendies sont chauffés en présence d'une bande de charbon activé ou d'un dispositif rempli de ce matériel. Toute trace de liquide inflammable est alors adsorbée sur le charbon activé pour se faire ensuite extraire avec un solvant organique. Le système DFLEX® (Diffusive Flammable Liquid Extraction) produit par Albrayco Materials Analysis Inc. fontionne selon ce principe d'adsorption utilisant un solvant organique comme phase de désorption. Le disulfide de carbone est le solvent organique le plus couramment utilisé comme solvent pour extraire les traces d'accélérants de la matrice en charbon. Cependant, le disulfide de carbone présente une odeur déplaisante, et une liste conséquente de risques liés à la santé et à la sécurité. De plus le disulfide de carbone n'est pas très efficace pour désorber les alcools de la bande de charbon activé.

Dans la perspective de proposer une substitution au disulfide de carbone, des solvants alternatifs ont été testés en fonction de leur capacité à correctement extraire les traces d'accélérants de la matrice du DFLEX®. Le solvant désiré devait être considérablement moins dangereux que le disulfide de carbone et être capable d'extraire toutes les classes d'accélérant, ce qui inclue les produits légers, les produits lourds, les alcools et ainsi de suite. Une recommandation a été faite pour remplacer le disulfide de carbone dans la phase de désorption des charbons activés utilisés pour l'analyse d'échantillons de résidus d'incendies.