Monitoring VOCs in Ambient Air Using Sorbent Tubes with Analysis by TD-GC/MS in Accordance with Chinese EPA Method HJ 644-2013
Aplikace | 2017 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Volatile organic compounds (VOCs) hrají klíčovou roli v atmosférické chemii a přispívají k tvorbě ozónu a částicového znečištění, které mají negativní dopady na kvalitu ovzduší a lidské zdraví. Některé VOCs jsou toxické a vyžadují pravidelný monitoring v průmyslových i městských prostředích. Metoda sorpčního vzorkování na trubičkách následovaná termickou desorpcí a analýzou GC/MS nabízí vysokou citlivost (ppb až sub-ppb úrovně), široký rozsah detekovaných sloučenin a možnost plné automatizace, což je nezbytné pro dodržení moderních environmentálních norem, jako je čínská EPA metoda HJ 644-2013.
Cílem této studie je demonstrovat výkonnost automatizovaného kryogen-free termodesorpčního systému Markes International TD100-xr pro analýzu VOCs podle čínské standardní metody HJ 644-2013. Studie se zaměřuje na:
Sorpční vzorky VOCs se odebíraly na univerzálních sorpčních trubičkách (C3-AXXX-5266) nasávaním 1 L vzduchu při průtoku 50 mL/min. Termodesorpce a GC/MS analýza probíhaly podle následujících parametrů:
Chromatogram 1 ppbv standardu (2 L ekvivalent) prokázal ostré a symetrické píky i pro polaritu náročné sloučeniny. Linearita v rozsahu 0,5–9 ppbv dosáhla R2 > 0,99 pro většinu analyzovaných VOCs. Mezi sedmi replikami 0,5 ppbv standardu byla RSD < 8 % a detekční limity ležely pod 0,15 ppbv. Mechanismus kvantitativní re-kultivace umožnil plně automatické přesměrování split flow na čistou trubičku, což zajistilo konzistentní opakovatelné analýzy bez nutnosti dalšího odběru vzorku. Aplikace na reálné vzorky (kancelář, laboratoř, venkovní semirurální vzduch) odhalila výrazně zvýšené koncentrace VOCs v uzavřených prostorách, zejména aromatických sloučenin a nízkomolekulárních ketonů a alkoholů.
Metoda kombinuje vysokou citlivost a automatizaci s širokým rozsahem analyzovatelných VOCs (C2–C44 včetně reaktivních látek). Klíčové výhody:
Další rozvoj může směřovat k:
Studie potvrdila, že kryogen-free termodesorpční systém TD100-xr plně vyhovuje požadavkům čínské metody HJ 644-2013. Metoda poskytuje vysokou opakovatelnost, citlivost i linearitu, umožňuje flexibilní validaci díky re-kultivaci split flow a je vhodná pro rutinní i výzkumné aplikace v oblasti monitoringu VOCs v ovzduší.
GC/MSD, Termální desorpce
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceMarkes
Souhrn
Význam tématu
Volatile organic compounds (VOCs) hrají klíčovou roli v atmosférické chemii a přispívají k tvorbě ozónu a částicového znečištění, které mají negativní dopady na kvalitu ovzduší a lidské zdraví. Některé VOCs jsou toxické a vyžadují pravidelný monitoring v průmyslových i městských prostředích. Metoda sorpčního vzorkování na trubičkách následovaná termickou desorpcí a analýzou GC/MS nabízí vysokou citlivost (ppb až sub-ppb úrovně), široký rozsah detekovaných sloučenin a možnost plné automatizace, což je nezbytné pro dodržení moderních environmentálních norem, jako je čínská EPA metoda HJ 644-2013.
Cíle a přehled studie
Cílem této studie je demonstrovat výkonnost automatizovaného kryogen-free termodesorpčního systému Markes International TD100-xr pro analýzu VOCs podle čínské standardní metody HJ 644-2013. Studie se zaměřuje na:
- hodnocení linearity a citlivosti pro 34 cílových sloučenin,
- ověření opakovatelnosti a detekčních limitů,
- demonstraci kvantitativní re-kultivace rozdělených toků (split flows) pro opakovanou analýzu,
- aplikaci metody na reálné vzorky okolního vzduchu.
Použitá metodika a instrumentace
Sorpční vzorky VOCs se odebíraly na univerzálních sorpčních trubičkách (C3-AXXX-5266) nasávaním 1 L vzduchu při průtoku 50 mL/min. Termodesorpce a GC/MS analýza probíhaly podle následujících parametrů:
- Instrument: Markes TD100-xr (kryogen-free termodesorpce),
- Fokusovací trap: Air toxics U-T15ATA-2S, trubice zahřátá na 220 °C (4 min), trap od –30 °C do 220 °C (40 °C/s),
- GC kolona: Agilent J&W DB-624, 20 m × 0,18 mm × 1,0 μm, helia jako nosného plynu (1,2 mL/min),
- GC program: 35 °C (3 min), nárůst 15 °C/min do 190 °C,
- MS detektor: EI, ionizační zdroj 250 °C, kvadrupól 150 °C, m/z 35–300.
Hlavní výsledky a diskuse
Chromatogram 1 ppbv standardu (2 L ekvivalent) prokázal ostré a symetrické píky i pro polaritu náročné sloučeniny. Linearita v rozsahu 0,5–9 ppbv dosáhla R2 > 0,99 pro většinu analyzovaných VOCs. Mezi sedmi replikami 0,5 ppbv standardu byla RSD < 8 % a detekční limity ležely pod 0,15 ppbv. Mechanismus kvantitativní re-kultivace umožnil plně automatické přesměrování split flow na čistou trubičku, což zajistilo konzistentní opakovatelné analýzy bez nutnosti dalšího odběru vzorku. Aplikace na reálné vzorky (kancelář, laboratoř, venkovní semirurální vzduch) odhalila výrazně zvýšené koncentrace VOCs v uzavřených prostorách, zejména aromatických sloučenin a nízkomolekulárních ketonů a alkoholů.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda kombinuje vysokou citlivost a automatizaci s širokým rozsahem analyzovatelných VOCs (C2–C44 včetně reaktivních látek). Klíčové výhody:
- možnost opakované analýzy jednoho vzorku díky split flow re-kultivaci,
- výrazné zkrácení času přípravy a zvýšení propustnosti laboratoře,
- shoda s národními a mezinárodními standardy (HJ 644, US EPA TO-17),
- minimální riziko ztrát analyzátů a interferencí.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj může směřovat k:
- integrované on-line monitoraci kvality ovzduší s vyšší frekvencí dat,
- rozšíření aplikací na sledování SVOCs, pachových složek a toxikologicky významných látek,
- vylepšení softwarové podpory pro automatizovanou kalibraci a reportování,
- kombinaci s alternativními detektory (FTIR, PTR-MS) pro širší spektrum anorganických i organických znečišťujících látek.
Závěr
Studie potvrdila, že kryogen-free termodesorpční systém TD100-xr plně vyhovuje požadavkům čínské metody HJ 644-2013. Metoda poskytuje vysokou opakovatelnost, citlivost i linearitu, umožňuje flexibilní validaci díky re-kultivaci split flow a je vhodná pro rutinní i výzkumné aplikace v oblasti monitoringu VOCs v ovzduší.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Monitoring VOCs in Stationary Source Emissions Using Sorbent Tubes with Analysis by TD-GC/MS in Accordance with Chinese EPA Method HJ 734-2014
2017|Markes|Aplikace
Application Note 117 Monitoring VOCs in Stationary Source Emissions Using Sorbent Tubes with Analysis by TD-GC/MS in Accordance with Chinese EPA Method HJ 734-2014 Application Note Abstract This application note demonstrates the excellent performance offered by Markes International’s automated cryogen-free…
Klíčová slova
markes, markessorbent, sorbentdesorption, desorptionsplit, splitanisole, anisolexylene, xylenethermal, thermalabundance, abundanceinternational, internationaltube, tubeethylbenzene, ethylbenzenestyrene, styrenecollection, collectiontrifluoromethyl, trifluoromethylbenzene
Innovative Cryogen-Free Ambient Air Monitoring in Compliance with US EPA Method TO-15
2017|Markes|Aplikace
Application Note 081 Innovative Cryogen-Free Ambient Air Monitoring in Compliance with US EPA Method TO-15 Application Note Environmental, Canister, TO-15, Air Monitoring, Air Toxics Abstract This application note describes the GC/MS analysis of humidified canister air toxics samples at various…
Klíčová slova
kori, koricanister, canisterabundance, abundanceair, aircia, ciarrf, rrfretention, retentioncanisters, canisterssampling, samplingmin, minxylene, xylenevinyl, vinylnaphthalene, naphthaleneppbv, ppbvpropene
Markes TD100-xr
|Markes|Brožury a specifikace
TD100-xr Enabling confident, high‑throughput, automated thermal desorption analysis TD100-xr ™ Introducing the TD100-xr automated thermal desorber for GC and GC–MS – an unrivalled platform for the analysis of trace-level volatile and semi-volatile organic compounds (VOCs and SVOCs) in air and…
Klíčová slova
markes, markestube, tubesplit, splitvoc, voccollection, collectiontubes, tubescaps, capsextended, extendedthermal, thermaltrap, trapcircled, circleddifflok, diffloksample, sampledesorption, desorptionair
Markes UNITY-xr
|Markes|Brožury a specifikace
UNITY-xr The most versatile and powerful thermal desorption unit UNITY-xr ™ Introducing the UNITY-xr thermal desorber for GC and GC–MS – the most versatile instrument for the analysis of trace‑level volatile and semi-volatile organic compounds (VOCs and SVOCs) in air…
Klíčová slova
unity, unitycanister, canistertube, tubedesorption, desorptionvoc, voccollection, collectionmarkes, markescia, ciasplit, splitthermal, thermaleic, eicair, airtubes, tubesautomated, automatedoutlet