Determination of BTEX and volatile organic compounds (VOCs) in drinking water by GC-MS/MS coupled to static headspace and solid-phase microextraction sampling
Aplikace | 2022 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Volatilní organické sloučeniny (VOCs), zejména aromatické uhlovodíky BTEX (benzen, toluen, ethylbenzen, xyleny), představují významné riziko kontaminace pitné vody. Jejich vysoká těkavost vede k snadnému přenosu mezi fází vody a vzduchu, zatímco nízká rozpustnost ztěžuje detekci při nízkých koncentracích pod regulačními limity. Efektivní a citlivé metody analýzy VOCs v pitné vodě jsou proto klíčové pro ochranu veřejného zdraví a zajištění souladu s předpisy.
Cílem studie bylo porovnat dvě vzorkovací techniky – statický headspace (SHS) a solid-phase microextraction pomocí Arrow technologie (SPME Arrow) – ve spojení s GC-MS/MS pro stanovení BTEX a halogenovaných VOCs v pitné vodě. Analytické výkony obou přístupů byly hodnoceny z hlediska linearity, detekčních limitů, opakovatelnosti, rekoverz a stability v rámci sekvence až 48 hodin.
Vzorkovací techniky:
Linearity obou technik dosáhly hodnot R2 > 0,990 s průměrným AvCF %RSD < 9 %. Detekční limity (MDL) pro SHS ležely v rozmezí 0,01–0,13 µg/L, přičemž pro vinylchlorid bylo nutné použití HS-SPME Arrow k dosažení požadavku 0,1 µg/L. MDL HS-SPME Arrow techniky dosáhly 0,02–0,12 µg/L pro většinu halogenovaných VOCs a 0,05–0,12 µg/L pro BTEX. Rekoverze se pohybovaly mezi 60 % a 130 %. Stabilita v rámci 48h sekvence byla potvrzena udržováním retenčních časů a ploch s RSD < 11 %. Nosná metoda vykazovala zanedbatelný carryover (< 0,01 %) během testu s prázdnými vzorky mezi každými 10 injekcemi.
Tato kombinace GC-MS/MS a SPME Arrow či SHS umožňuje:
Očekávané směry rozvoje:
Systém Thermo Scientific TSQ 9000 GC-MS/MS ve spojení se SHS nebo HS-SPME Arrow poskytuje robustní, citlivou a vysoce propustnou metodu pro rutinní stanovení BTEX a halogenovaných VOCs v pitné vodě. HS-SPME Arrow je nezbytná pro dosažení extrémně nízkých detekčních limitů, zatímco SHS nabízí rychlé a jednoduché řešení pro běžná měření.
GC/MSD, GC/MS/MS, HeadSpace, GC/QQQ
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Volatilní organické sloučeniny (VOCs), zejména aromatické uhlovodíky BTEX (benzen, toluen, ethylbenzen, xyleny), představují významné riziko kontaminace pitné vody. Jejich vysoká těkavost vede k snadnému přenosu mezi fází vody a vzduchu, zatímco nízká rozpustnost ztěžuje detekci při nízkých koncentracích pod regulačními limity. Efektivní a citlivé metody analýzy VOCs v pitné vodě jsou proto klíčové pro ochranu veřejného zdraví a zajištění souladu s předpisy.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo porovnat dvě vzorkovací techniky – statický headspace (SHS) a solid-phase microextraction pomocí Arrow technologie (SPME Arrow) – ve spojení s GC-MS/MS pro stanovení BTEX a halogenovaných VOCs v pitné vodě. Analytické výkony obou přístupů byly hodnoceny z hlediska linearity, detekčních limitů, opakovatelnosti, rekoverz a stability v rámci sekvence až 48 hodin.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorkovací techniky:
- Statický headspace (SHS) s inkubací 25 min při 80 °C.
- HS-SPME Arrow s uhlíkovou WR/PDMS fází, extrakce 20 min při 40 °C.
- GC: Thermo Scientific TRACE 1310 s kolónou TraceGOLD TG-624SilMS (20 m × 0,18 mm × 1,0 µm).
- Mass spektrometrie: Thermo Scientific TSQ 9000 triple kvadrupól s ExtractaBrite iontovým zdrojem, provoz v režimu EI, SIM a SRM scan.
- Automatizace: TriPlus RSH a TriPlus RSH SMART autosamplery pro SHS a SPME Arrow.
- Použití vodíku jako nosného plynu (0,5 mL/min) a technologii NeverVent pro dlouhodobou stabilitu vaku.
Hlavní výsledky a diskuse
Linearity obou technik dosáhly hodnot R2 > 0,990 s průměrným AvCF %RSD < 9 %. Detekční limity (MDL) pro SHS ležely v rozmezí 0,01–0,13 µg/L, přičemž pro vinylchlorid bylo nutné použití HS-SPME Arrow k dosažení požadavku 0,1 µg/L. MDL HS-SPME Arrow techniky dosáhly 0,02–0,12 µg/L pro většinu halogenovaných VOCs a 0,05–0,12 µg/L pro BTEX. Rekoverze se pohybovaly mezi 60 % a 130 %. Stabilita v rámci 48h sekvence byla potvrzena udržováním retenčních časů a ploch s RSD < 11 %. Nosná metoda vykazovala zanedbatelný carryover (< 0,01 %) během testu s prázdnými vzorky mezi každými 10 injekcemi.
Přínosy a praktické využití metody
Tato kombinace GC-MS/MS a SPME Arrow či SHS umožňuje:
- Minimální přípravu vzorku a úplnou automatizaci extrakce.
- Rychlou analýzu (8–9 minut na vzorek) při vysoké propustnosti.
- Splnění přísných regulačních limitů pro VOCs v pitné vodě.
- Široké spektrum cílových sloučenin v jedné analýze.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekávané směry rozvoje:
- Další vylepšení absorpčních fází SPME pro rozšíření rozsahu extrahovatelných látek.
- Integrace inteligentních autosamplerů s pokročilým sledováním spotřebního materiálu.
- Implementace umělé inteligence a strojového učení pro automatizovanou identifikaci interferencí.
- Vývoj multiplatformních metod pro současné stanovení těkavých a polosvětelných nečistot.
Závěr
Systém Thermo Scientific TSQ 9000 GC-MS/MS ve spojení se SHS nebo HS-SPME Arrow poskytuje robustní, citlivou a vysoce propustnou metodu pro rutinní stanovení BTEX a halogenovaných VOCs v pitné vodě. HS-SPME Arrow je nezbytná pro dosažení extrémně nízkých detekčních limitů, zatímco SHS nabízí rychlé a jednoduché řešení pro běžná měření.
Reference
- 1. United States Environmental Protection Agency. Technical Overview of Volatile Organic Compounds.
- 2. United States Environmental Protection Agency. Safe Drinking Water Act (SDWA).
- 3. Council of the European Union. Directive 2008/105/EC on environmental quality standards in the field of water policy.
- 4. Extension Foundation. Drinking Water Contaminant—Volatile Organic Compounds (VOCs).
- 5. ISO 11423-1:1997. Water quality—Determination of benzene and some derivatives—Part 1: Head-space GC method.
- 6. ISO 10301:1997. Water quality—Determination of highly volatile halogenated hydrocarbons—GC methods.
- 7. Pawliszyn J. Theory of Solid-Phase Microextraction. J Chromatogr Sci. 2000;38:270–278.
- 8. ASTM D6520-00. Standard Practice for SPME of Water and Its Headspace for VOCs.
- 9. ASTM D6889-03. Standard Practice for Fast Screening for VOCs in Water Using SPME.
- 10. ISO 27108:2010. Water quality—Determination of selected plant treatment agents and biocide products—Method using SPME followed by GC-MS.
- 11. ISO 17943:2016. Water quality—Determination of VOCs in water—Method using HS-SPME followed by GC-MS.
- 12. Thermo Fisher Scientific. TSQ 9610 triple quadrupole GC-MS/MS system brochure.
- 13. Thermo Fisher Scientific. TriPlus RSH SMART robotic sampling system brochure.
- 14. Tuduri L., Desauziers V., Fanlo J.L. Potential of SPME Fibers for VOC Analysis in Air. J Chromatogr Sci. 2001;39:521–529.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Determination of BTEX and volatile organic compounds (VOCs) in drinking water by GC-MS/MS coupled to static headspace and solid-phase microextraction sampling
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 001199 Environmental analysis Determination of BTEX and volatile organic compounds (VOCs) in drinking water by GC-MS/MS coupled to static headspace and solid-phase microextraction sampling Authors Goal Lorenzo Piacentini , Chiara Guerrieri , The aim of this application…
Klíčová slova
spme, spmemin, minshs, shsarrow, arrowsampling, samplingvinyl, vinylvocs, vocsmethylchloroform, methylchloroformcounts, countsxylene, xylenetrichloroethylene, trichloroethylenebtex, btextime, timechloride, chloridebenzene
Sensitive and cryogen-free analysis of epichlorohydrin and other VOCs in drinking water by using In-Tube Extraction Dynamic Headspace (ITEX-DHS) sampling coupled to GC-MS
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | 003503 Environmental Sensitive and cryogen-free analysis of epichlorohydrin and other VOCs in drinking water by using In-Tube Extraction Dynamic Headspace (ITEX-DHS) sampling coupled to GC-MS Authors Goal Giulia Riccardino , Manuela Bergna , The aim of this…
Klíčová slova
itex, itexdhs, dhsmin, minepichlorohydrin, epichlorohydrinmdl, mdltemperature, temperaturetrap, trapquan, quanech, echistd, istdcleaning, cleaningptv, ptvqualifier, qualifierextraction, extractionpeak
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, syringemin, minsurr, surrdibromomethane, dibromomethanefilling
Analysis of Volatile Organic Compounds in Water Using Static Headspace-GC/MS
2008|Agilent Technologies|Aplikace
Analysis of Volatile Organic Compounds in Water Using Static Headspace-GC/MS Application Note Environmental Authors Abstract Karine Jacq, Frank David, Pat Sandra A static headspace (SHS) method was optimized for the determination of volatile Research Institute for Chromatography organic compounds (VOCs)…
Klíčová slova
shs, shsabundance, abundancebutylbenzene, butylbenzenesalt, saltxylene, xylenetime, timevocs, vocsheadspace, headspaceincubation, incubationsolutes, solutesfluorotrichloromethane, fluorotrichloromethanetribromomethane, tribromomethanemethod, methodtetrachloromethane, tetrachloromethanersd