Optimising Analytical Performance and Extending the Application Range of Thermal Desorption for Monitoring Air Indoors and Inside Vehicle Cabins

Význam tématu

Analýza těkavých organických sloučenin (VOCs) v interiérovém ovzduší a kabinách vozidel je klíčová pro hodnocení kvality vzduchu, expozice osob a optimalizaci větracích systémů. Termální desorpce spojená s GC(/MS) nabízí automatizované, citlivé a šetrné řešení pro stopové koncentrace VOCs, čímž nahrazuje tradiční extrakční metody rozpouštědly.

Cíle a přehled studie

• Optimalizovat parametry termální desorpce-GC(/MS) pro monitoring vnitřního ovzduší a kabin vozidel.
• Popsat různé vzorkovací techniky: sorpční trubičky, canistry, difuzivní a aktivní odběr.
• Ukázat nové přístroje a real-time detektory kombinovatelné s termální desorpcí.

Použitá metodika a instrumentace

• Termální desorpce jako plně automatizovaný postup se sekvencí kondicionace, primární desorpce, fokusační trap a GC(/MS) injekce.
• Sorbenty: Tenax TA, Carbograph 1, Chromosorb 106, Unicarb, Carboxen 1000 – jednovrstevné i převrstvené trubičky.
• Vzorkování aktivní pumpou (10–200 ml/min) a pasivní axialní i radiální difúzí.
• Zařízení FLEC pro emisní testy stavebních materiálů.
• Bio-VOC Breath Sampler pro odběr alveolárního dechu.
• On-line detekce: elektronické nosy, procesní hmotnostní spektrometry pro real-time monitoring.

Hlavní výsledky a diskuse

• Optimalizace výběru sorbentů a podmínek kondicionace pro maximální retenci VOCs i polárních látek.
• Vícesorbentní trubičky umožňují pokrýt široké rozpětí volatility s koncentračními faktory až 10⁶.
• Re-kolekce splitu z termální desorpce zajišťuje možnost opakované analýzy jednoho vzorku.
• Integrace s real-time detektory zlepšuje selektivitu a citlivost, vhodné pro sledování diurnálních změn a biologické expozice (např. trichlorethylen v dechu, benzene u kuřáků).

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost pro sledování ppb–ppt hladin VOCs.
• Automatizace snižuje zásahy obsluhy a zjednodušuje laboratorní workflow.
• Možnost archivace a opakované analýzy vzorků.
• Aplikace pro emisní testy stavebních materiálů, profilování interiérového vzduchu, testy větrání, biologickou expozici a hodnocení pachových charakteristik.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Prohloubení integrace s on-line senzory a procesními MS pro nepřetržité monitorování kvality ovzduší.
• Vývoj nových sorbentů s vyšší sorpční kapacitou a selektivitou vůči cílovým analyzátům.
• Rozšíření metod pro detekci mikroplastů, stresových markerů a biologických emisí v pracovní i domácí zátěži.
• Implementace inteligentních automatických větracích systémů v budovách a vozidlech na základě dat z TD-GC(/MS) a real-time detektorů.

Závěr

Termální desorpce spojená s GC(/MS) i real-time detektory představuje univerzální, vysoce citlivou a automatizovanou metodu pro analýzu VOCs v interiérech a kabinách vozidel. Díky optimalizaci sorbentů, technik odběru a možnosti opakovaných analýz je metoda vhodná pro široké spektrum aplikací od emisních testů stavebních materiálů až po monitoring expozice osob.

Reference

• ASTM D6399-99a
• Coutant & McClenny (1991)
• Brown & Purnell (1979)
• Brown et al. (1981)
• HJTh Bloemen et al. (1992)
• Lindquist & Bakkeren (1990)
• Woolfenden (1997)
• Wilson & Monster (1999)
• Wolkoff (1996)
• Jensen et al. (1995)
• Brown et al. (1993)
• Markes International (2013)
• Bjurman & Kristensson (1992)
• Wilson (1985)
• US EPA (1991)
• Jones (199X)
• ASTM F1982-99