Reduce Helium Consumption by 68% Using Nitrogen Purge Gas for VOCs in Water

Význam tématu

Analýza těkavých organických sloučenin (VOC) ve vodách je klíčovým nástrojem pro zajištění bezpečnosti pitné vody a ochranu životního prostředí. S rostoucími cenami a omezenou dostupností helia je potřeba optimalizovat spotřebu laboratorních plynů bez kompromisů na kvalitě měření.

Cíle a přehled studie / článku

Článek popisuje implementaci Revidované metody EPA 524.4 při stanovení purgeovatelných organických látek ve vodě pomocí plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (GC-MS). Hlavním cílem je porovnání spotřeby helia a dusíku jako purge plynu a ověření analytické výkonnosti nového uspořádání.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly připraveny podle požadavků EPA 524.4 s použitím purge-and-trap zařízení. Metoda zahrnuje následující kroky:

• Purge: 11 minut při 40 mL/min
• Smyšková purgační sušení: 1 minuta při 50 mL/min
• Desorpce: 1 minuta při 260 °C

Pro separaci byl použit kapilární sloupec Rtx®-VMS (30 m × 0,25 mm ID, 1,40 µm). Analytický systém sestával z purge-and-trap jednotky EST Encon Evolution a GC-MS Agilent 7890A s detektorem 5975C MSD.

Hlavní výsledky a diskuse

Přechod z helia na dusík jako purge plyn vedl k následujícím úsporám:

• Úspora helia: 490 mL na vzorek (68 % snížení spotřeby)
• Celkový objem dusíku na vzorek: 490 mL

Rozlišení klíčových látek, jako o-xylen a styren či 1,1,1-trichlorethan a čtyřchlorid uhlíku, zůstalo na vynikající úrovni díky selektivitě Rtx®-VMS. Menší vnitřní průměr sloupce zlepšil účinnost separace a snížil šířku píků.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Výrazné finanční úspory na plynné spotřebě
• Snížení závislosti na nestabilním trhu s heliem
• Rychlou a spolehlivou detekci až 82 targetních VOC podle EPA 524.4

Laboratoře mohou jednoduše přejít na dusík použitím stávajícího zařízení a doporučeného kolonu bez potřeby dalších zásadních investic.

Budoucí trendy a možnosti využití

V nadcházejících letech lze očekávat:

• Další rozšíření dusíku jako standardního purge plynu v dalších metodách GC-MS
• Vývoj ještě selektivnějších stacionárních fází pro cílené aplikace
• Integraci generátorů dusíku přímo do analytických systémů pro další snížení provozních nákladů

Závěr

Použití dusíku jako purge plynu při analýze VOC ve vodách podle EPA 524.4 přináší významné úspory helia při zachování nebo dokonce zlepšení analytických parametrů. Implementace této inovace je snadná a okamžitě se projeví v nižších provozních nákladech a vyšší provozní stabilitě laboratoře.

Reference

[1] U.S. Environmental Protection Agency, Method 524.4, Measurement of Purgeable Organic Compounds in Water by Gas Chromatography/Mass Spectrometry Using Nitrogen Purge Gas, May 2013.