Measurement of VOCs in Vehicle Interiors Using Thermal Desorption GC-MS with Nitrogen as the Carrier Gas

Význam tématu

Množství těkavých organických látek (VOC) v interiérovém vzduchu je klíčovým ukazatelem kvality ovzduší a bezpečnosti uživatelů vozidel. Pravidelné sledování VOC přispívá k prevenci zdravotních rizik spojených s expozicí a podporuje splnění environmentálních standardů. Vzhledem k nedostatku helia je žádoucí nahradit ho dostupnějším dusíkem bez zásadní ztráty analytické citlivosti.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo ověřit možnost stanovení devíti běžných VOC v interiérech vozidel pomocí termické desorpce spojené s GC-MS při použití dusíku jako nosného plynu. Konkrétně se zkoumala linearita kalibračních křivek, opakovatelnost měření a účinnost retrappingu vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byl využit následující systém:

• Termická desorpce: TD-30R s funkcí automatického přidání interní standardu a retrappingu vzorku
• GC-MS: Shimadzu GCMS-QP2020 NX
• Kolona: SH-5MS (30 m × 0,25 mm I.D., film 0,25 µm)
• Nosný plyn: čistý dusík, řízený v režimu lineární rychlosti (40 cm/s)
• Teplotní program GC: 40 °C (1 min) → 10 °C/min do 100 °C → 40 °C/min do 200 °C → 20 °C/min do 300 °C (5 min)
• MS: režim scan, m/z 45–600, ionizační zdroj 230 °C, rozhraní 280 °C

Vzorky byly připraveny nanesením standardních roztoků (10–1000 ng) na trubičky TENAX-TA a analyzovány s přidáním toluen-d8 jako interního standardu.

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační křivky pro všechny sloučeniny vykázaly koeficient korelace R > 0,999, což potvrzuje vynikající linearitu v rozsahu 10–1000 ng. Opakovatelnost měření při úrovni 10 ng měla hodnoty %RSD ≤ 5 %, u retrappingu nebyla překročena hodnota 6 % (n = 5). Ukázka kalibrace toluenu demonstruje stabilní odezvu i při použití dusíku jako nosného plynu. Nízké rozptýlení dat a reprodukovatelné výsledky podporují spolehlivost metody.

Přínosy a praktické využití metody

• Odpadá náročná extrakce rozpouštědlem díky termické desorpci, což značně zkracuje dobu analýzy.
• Použití dusíku snižuje provozní náklady a eliminuje závislost na helia.
• Automatické přidání interního standardu a retrapping minimalizují riziko selhání analýzy a zlepšují kvantitativní přesnost.
• Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality vzduchu v interiérech vozidel a materiálů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj může směřovat k aplikacím na širší spektrum matric, například stavební materiály či mobilní měření v terénu. Dále lze kombinovat systém s vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrií pro detailní strukturální informace. Miniaturizace přístrojů a optimalizace adsorbentů v trubičkách zvýší citlivost a uživatelský komfort.

Závěr

Studie prokázala, že termická desorpce ve spojení s GC-MS využívající dusík jako nosný plyn poskytuje spolehlivé, reprodukovatelné a ekonomické stanovení klíčových VOC v interiérech vozidel. Metoda přináší vysokou propustnost, přesnost a nezávislost na helia.