A consolidated method for the analysis of VOCs in soil by HS-GC-MS in analytical testing laboratories
Aplikace | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Volatilní organické sloučeniny (VOC) v půdách představují významný environmentální i zdravotní problém. Jejich přítomnost může vyvolat potřebu nákladných sanačních zásahů a ovlivnit rozhodování o rizicích kontaminovaného území. Rychlá, citlivá a validovaná analýza VOC v půdě je klíčová pro rozhodovací procesy v oblasti monitoringu životního prostředí a pro plnění národních i mezinárodních standardů (EPA 5021, HJ642-2013, HJ736-2015).
Cílem studie bylo vyvinout a ověřit konsolidovanou analytickou metodu pro simultánní stanovení 61 VOC v půdních vzorcích pomocí hlavy prostoru (HS) s plynovou chromatografií a jednocestnou kvadrupólovou hmotnostní spektrometrií (GC-MS). Metoda kombinuje požadavky amerického EPA 5021 a čínských norem HJ642-2013, HJ736-2015 do jediné 30minutové analýzy, čímž se výrazně snižuje čas přípravy i doba provozu přístrojů.
Instrumentální sestava:
Identifikace byla založena na retenční době (±0,05 min), iontové selekci, poměru iontů a vyhledání v NIST 17 knihovně. Linearity: R2 > 0,999, průměrné AvCF %RSD < 5. Citlivost: průměrné MDL 0,9 µg/kg (požadavek 2–3 µg/kg) a přesnost (%RSD n=8) < 12 %. Recovery při spike 100/200 µg/kg v půdě 70–130 %. Robustnost: 128 vzorků za 4,5 dne bez údržby s průměrnými recoveries 70–130 % a %RSD < 20. Retention Time Alignment udržel stabilitu RT i po oříznutí 3 m kolony.
Metoda umožňuje konsolidovanou analýzu 61 VOC za 30 min místo dvou separátních metod (>40 min) a eliminuje potřebu více přístrojů a operátorů. Výsledkem je výrazné zkrácení doby analýzy, snížení nákladů na vzorek a jednoduchá automatizace celého workflow ve Chromeleon CDS.
Dalšími směry jsou implementace metody pro vodu či sedimenty, využití dvourozměrné GC nebo citlivějších MS detektorů, rozšíření automatizace s integrovanými QC systémy a nasazení umělé inteligence pro pokročilou interpretaci dat.
Předložená HS-GC-MS metoda splňuje požadavky EPA i čínských norem, poskytuje vysokou citlivost, přesnost a robustnost při současném zkrácení doby analýzy a snížení provozních nákladů. Uplatnění nachází v komerčních i státních laboratořích zabývajících se environmentálním monitoringem.
GC/MSD, HeadSpace, GC/SQ
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Volatilní organické sloučeniny (VOC) v půdách představují významný environmentální i zdravotní problém. Jejich přítomnost může vyvolat potřebu nákladných sanačních zásahů a ovlivnit rozhodování o rizicích kontaminovaného území. Rychlá, citlivá a validovaná analýza VOC v půdě je klíčová pro rozhodovací procesy v oblasti monitoringu životního prostředí a pro plnění národních i mezinárodních standardů (EPA 5021, HJ642-2013, HJ736-2015).
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo vyvinout a ověřit konsolidovanou analytickou metodu pro simultánní stanovení 61 VOC v půdních vzorcích pomocí hlavy prostoru (HS) s plynovou chromatografií a jednocestnou kvadrupólovou hmotnostní spektrometrií (GC-MS). Metoda kombinuje požadavky amerického EPA 5021 a čínských norem HJ642-2013, HJ736-2015 do jediné 30minutové analýzy, čímž se výrazně snižuje čas přípravy i doba provozu přístrojů.
Použitá metodika a instrumentace
Instrumentální sestava:
- Headspace autosampler: TriPlus 500 HS (Thermo Scientific)
- GC: TRACE 1310 s kolonkou TraceGOLD TG-624 (60 m × 0,25 mm × 1,4 µm)
- MS: ISQ 7000 single quadrupole, režim EI 70 eV, full scan 35–300 m/z
- Teplota inkubace vialu 60 °C, čas 30 min, střední míchání
- Tlak 160 kPa, doba vyrovnání 1 min
- Teplota smyčky 110 °C
- Helium 2 mL/min, split 40 mL/min
- Program pece: 40 °C (5 min) → 120 °C při 6 °C/min → 250 °C při 20 °C/min (5 min), celkem 29,4 min
- Přenosová linka 240 °C, zdroj 300 °C
- Solvent delay 2,5 min, dwell time 0,2 s
- Směs 61 VOC v metanolu, kalibrace 10–500 µg/kg
- Interní standardy na 50 µg/kg, matrix modifier pH 2, NaCl sytění
- Příprava: 2 g písku/2 g půdy + 10 mL matrix solution + 4 µL interního standardu
Hlavní výsledky a diskuse
Identifikace byla založena na retenční době (±0,05 min), iontové selekci, poměru iontů a vyhledání v NIST 17 knihovně. Linearity: R2 > 0,999, průměrné AvCF %RSD < 5. Citlivost: průměrné MDL 0,9 µg/kg (požadavek 2–3 µg/kg) a přesnost (%RSD n=8) < 12 %. Recovery při spike 100/200 µg/kg v půdě 70–130 %. Robustnost: 128 vzorků za 4,5 dne bez údržby s průměrnými recoveries 70–130 % a %RSD < 20. Retention Time Alignment udržel stabilitu RT i po oříznutí 3 m kolony.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda umožňuje konsolidovanou analýzu 61 VOC za 30 min místo dvou separátních metod (>40 min) a eliminuje potřebu více přístrojů a operátorů. Výsledkem je výrazné zkrácení doby analýzy, snížení nákladů na vzorek a jednoduchá automatizace celého workflow ve Chromeleon CDS.
Budoucí trendy a možnosti využití
Dalšími směry jsou implementace metody pro vodu či sedimenty, využití dvourozměrné GC nebo citlivějších MS detektorů, rozšíření automatizace s integrovanými QC systémy a nasazení umělé inteligence pro pokročilou interpretaci dat.
Závěr
Předložená HS-GC-MS metoda splňuje požadavky EPA i čínských norem, poskytuje vysokou citlivost, přesnost a robustnost při současném zkrácení doby analýzy a snížení provozních nákladů. Uplatnění nachází v komerčních i státních laboratořích zabývajících se environmentálním monitoringem.
Reference
- EPA. Definition of VOCs. EPA website, 2020.
- EPA. VOCs in indoor air quality, 2020.
- Thermo Fisher Scientific. AN 73415: Routine analysis of purgeable organics in drinking water, 2020.
- Thermo Fisher Scientific. AN 10729: TO-15 method for air, 2020.
- EPA. SW-846 Method 8260D: VOCs in various matrices, 2020.
- EPA. Method 5021: Sample preparation for VOCs in soil, 1996.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
An automated approach for the analysis of VOCs in drinking and surface water by using the TriPlus RSH SMART VOC Sample Prep Station
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 002695 Environmental An automated approach for the analysis of VOCs in drinking and surface water by using the TriPlus RSH SMART VOC Sample Prep Station Goal Authors The aim of this study is to demonstrate the suitability…
Klíčová slova
mdl, mdlistd, istdbutylbenzene, butylbenzenevoc, voctriplus, triplusrsh, rshstation, stationsmart, smartprep, prepsample, samplesyringe, syringefilling, fillingdibromomethane, dibromomethanesurr, surrmin
Analysis of volatile organic compounds in soil using purge and trap coupled to single quadrupole GC-MS
2021|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 000377 Analysis of volatile organic compounds in soil using purge and trap coupled to single quadrupole GC-MS Authors: Terry Jeffers1, Adam Ladak2, and Amy Nutter3 Thermo Fisher Scientific, USA Thermo Fisher Scientific, UK 3 Teledyne Tekmar, Mason, OH,…
Klíčová slova
purge, purgexyz, xyzatomx, atomxbutylbenzene, butylbenzenemdl, mdltetrachloroethylene, tetrachloroethylenetrichloroethene, trichloroethenedibromochloromethane, dibromochloromethanebromodichloromethane, bromodichloromethanebromoform, bromoformdesorb, desorbprecision, precisionvariable, variablecarbon, carbonvocs
Fast, Optimized GC Purge-and-Trap Analysis of Volatiles for Soil and Water Methods
2018|Agilent Technologies|Aplikace
Featured Application: Optimized volatiles analysis on an Rtx-VMS column with Restek CRMs means better VOC data in less time Fast, Optimized GC Purge-and-Trap Analysis of Volatiles for Soil and Water Methods • Save set-up time—we’ve optimized volatiles analysis for you!…
Klíčová slova
tert, tertether, etherbutylbenzene, butylbenzenemethyl, methylxylene, xylenebutyl, butylchloride, chlorideethyl, ethylamyl, amylcarbon, carbonalcohol, alcoholmethacrylate, methacrylatestyrene, styrenetba, tbavms
Performance Demonstration of a Modern GC-MS Instrument and Novel BFB tune for Analysis of Volatile Compounds by EPA Method 624.1 and 8260C
2020|Shimadzu|Aplikace
No. SSI-GCMS-2003 Gas Chromatography Mass Spectrometry No. GCMS-2003 Performance Demonstration of a Modern GC-MS Instrument and Novel BFB tune for Analysis of Volatile Compounds by EPA Method 624.1 and 8260C ■ Abstract With global population growth and demand for safe…
Klíčová slova
butylbenzene, butylbenzenexylene, xylenemdl, mdlvinyl, vinylchloride, chlorideiodomethane, iodomethanebfb, bfbepa, epaacrolein, acroleinname, nameccv, ccvchloroethane, chloroethanetetrachloroethene, tetrachloroethenebromomethane, bromomethanetrichloroethene