Round-the-Clock, On-Line, and Cryogen-Free Monitoring of Hydrocarbons from Acetylene to Trimethylbenzene in Ambient Air
Aplikace | 2017 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Monitorování stopových organických látek v ovzduší je klíčové pro pochopení a omezení vzniku ozonu v přízemní vrstvě atmosféry. Ozone precursors přispívají k tvorbě smogu a představují riziko pro lidské zdraví i životní prostředí. Spolehlivá a kontinuální metodika bez nutnosti tekutého dusíku umožňuje provoz v terénu bez časté údržby a zajišťuje dlouhodobá data o znečištění.
Cílem poznámky je prezentovat validaci systému UNITY 2 Air Server pro nepřetržité a kryogen-volné sledování 30 cílových uhlovodíků (C2–C9) považovaných za prekurzory ozonu. Práce popisuje konstrukci souboru metodických kroků od sorpčního trapu až po chromatografickou separaci na dvou GC větvích a demonstruje analytické parametry v laboratoři i v terénu.
Systém UNITY 2 Air Server kombinuje automatizované odsávání vzorku s elektricky chlazeným sorpčním trapem bez kapalného kryogenu. Po zachycení vzorku probíhá rychlé zahřátí trapu (100 °C/min) a splitless přenos na kapilární GC. Použité zařízení:
Průlomové testy ukázaly při vzorkování až 1,5 l plynu lineární závislost signálu u acetylenu (R2=0,9999), což dokládá vítězné zachycení i velmi těkavých složek. Relativní odchylky retenčních časů byly na dimethylpolisiloxanové kolóně kolem 0,01 % a na PLOT kolóně do 0,32 %. Pětibodové kalibrace vykázaly R2 vyšší než 0,99 pro více než 98 % sloučenin a reprodukovatelnost signálu RSD < 1 %. Detekční limity se pohybují kolem 0,05 ppb pro C2-C3 a 0,03 ppb pro C4+ látky. Terénní měření v poloforemním prostředí prokázala schopnost odhalit denní cyklus znečištění v souvislosti s dopravou bez nutnosti zásahu obsluhy.
Provoz bez kapalného dusíku výrazně zjednodušuje údržbu a umožňuje nasazení v odlehlých lokalitách. Metoda splňuje požadavky evropských i amerických předpisů na nepřetržité sledování benzenu, toluenu, xylenů a dalších klíčových prekurzorů ozonu. Výstupy lze využít pro řízení kvality ovzduší, prognózu smogových epizod a vyhodnocení vlivu meteorologických podmínek na emise.
Integrace s GC–MS pro identifikaci neznámých VOC, rozšíření počtu sledovaných sloučenin a miniaturizace zařízení pro mobilní stanice představují klíčové směry. Dále je perspektivní síťové propojení automatických monitorů a aplikace strojového učení pro prediktivní modely znečištění.
Validace UNITY 2 Air Server ukázala, že cryogen-free systém dokáže spolehlivě a precizně monitorovat rozsáhlou škálu sehr různě těkavých uhlovodíků v ovzduší. Vysoká stabilita, citlivost a automatizace z něj činí vhodnou platformu pro kontinuální sledování kvality ovzduší ve městech i na venkově.
1 Council Directive 96/62/EC of 27 September 1996 on ambient air quality assessment and management a Directive 2000/69/EC relating to limit values for benzene and carbon monoxide in ambient air
2 US Clean Air Act Amendments of 1990 – provisions for attainment and maintenance of national ambient air quality standards
3 NF T90-2103: Quality of water – Initial performance evaluation protocol in a laboratory, AFNOR 2009
GC, Termální desorpce
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceMarkes
Souhrn
Význam tématu
Monitorování stopových organických látek v ovzduší je klíčové pro pochopení a omezení vzniku ozonu v přízemní vrstvě atmosféry. Ozone precursors přispívají k tvorbě smogu a představují riziko pro lidské zdraví i životní prostředí. Spolehlivá a kontinuální metodika bez nutnosti tekutého dusíku umožňuje provoz v terénu bez časté údržby a zajišťuje dlouhodobá data o znečištění.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem poznámky je prezentovat validaci systému UNITY 2 Air Server pro nepřetržité a kryogen-volné sledování 30 cílových uhlovodíků (C2–C9) považovaných za prekurzory ozonu. Práce popisuje konstrukci souboru metodických kroků od sorpčního trapu až po chromatografickou separaci na dvou GC větvích a demonstruje analytické parametry v laboratoři i v terénu.
Použitá metodika a instrumentace
Systém UNITY 2 Air Server kombinuje automatizované odsávání vzorku s elektricky chlazeným sorpčním trapem bez kapalného kryogenu. Po zachycení vzorku probíhá rychlé zahřátí trapu (100 °C/min) a splitless přenos na kapilární GC. Použité zařízení:
- UNITY 2 Air Server s elektronickým řízením průtoku
- Volitelná membránová sušička pro eliminaci vlhkosti
- Dvoukolonový GC systém s Deansovým přepínačem
- Kapilární kolony: dimethylpolisiloxan (30 m × 0,32 mm) a alumina PLOT (50 m × 0,32 mm)
- FID detekce na obou větvích
Hlavní výsledky a diskuse
Průlomové testy ukázaly při vzorkování až 1,5 l plynu lineární závislost signálu u acetylenu (R2=0,9999), což dokládá vítězné zachycení i velmi těkavých složek. Relativní odchylky retenčních časů byly na dimethylpolisiloxanové kolóně kolem 0,01 % a na PLOT kolóně do 0,32 %. Pětibodové kalibrace vykázaly R2 vyšší než 0,99 pro více než 98 % sloučenin a reprodukovatelnost signálu RSD < 1 %. Detekční limity se pohybují kolem 0,05 ppb pro C2-C3 a 0,03 ppb pro C4+ látky. Terénní měření v poloforemním prostředí prokázala schopnost odhalit denní cyklus znečištění v souvislosti s dopravou bez nutnosti zásahu obsluhy.
Přínosy a praktické využití metody
Provoz bez kapalného dusíku výrazně zjednodušuje údržbu a umožňuje nasazení v odlehlých lokalitách. Metoda splňuje požadavky evropských i amerických předpisů na nepřetržité sledování benzenu, toluenu, xylenů a dalších klíčových prekurzorů ozonu. Výstupy lze využít pro řízení kvality ovzduší, prognózu smogových epizod a vyhodnocení vlivu meteorologických podmínek na emise.
Budoucí trendy a možnosti využití
Integrace s GC–MS pro identifikaci neznámých VOC, rozšíření počtu sledovaných sloučenin a miniaturizace zařízení pro mobilní stanice představují klíčové směry. Dále je perspektivní síťové propojení automatických monitorů a aplikace strojového učení pro prediktivní modely znečištění.
Závěr
Validace UNITY 2 Air Server ukázala, že cryogen-free systém dokáže spolehlivě a precizně monitorovat rozsáhlou škálu sehr různě těkavých uhlovodíků v ovzduší. Vysoká stabilita, citlivost a automatizace z něj činí vhodnou platformu pro kontinuální sledování kvality ovzduší ve městech i na venkově.
Reference
1 Council Directive 96/62/EC of 27 September 1996 on ambient air quality assessment and management a Directive 2000/69/EC relating to limit values for benzene and carbon monoxide in ambient air
2 US Clean Air Act Amendments of 1990 – provisions for attainment and maintenance of national ambient air quality standards
3 NF T90-2103: Quality of water – Initial performance evaluation protocol in a laboratory, AFNOR 2009
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Using the CIA Advantage for automated cryogen-free analysis of canister air and gas
2013|Markes|Aplikace
Thermal Desorption Technical Support Note 99: Using the CIA Advantage for automated cryogen-free analysis of canister air and gas Key Words: Canisters, US EPA Method TO-15, ozone precursors, air toxics, greenhouse gases Summary The CIA Advantage is an advanced system…
Klíčová slova
cia, ciaadvantage, advantagecanister, canisterair, airtoxics, toxicsisopropanol, isopropanolsampling, samplingmfc, mfcpropene, propenecryogen, cryogenvinyl, vinyllow, lowuoromethane, uoromethanehigh, highlowconcentration
Round-the-clock, online and cryogen-free monitoring of VOC hydrocarbons in ambient air using GC-MS
2017|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE Terry Jeffers, Suresh Seethapathy, Dwain Cardona Thermo Fisher Scientific, Austin, TX Key words EPA air quality, PAMS assessment, air sampling, ambient air monitoring, VOC emissions, thermal desorption, continuous monitoring Goal To describe the evaluation and validation of a…
Klíčová slova
ethyltoluene, ethyltolueneozone, ozoneunity, unitypams, pamskori, koritrap, trapfocusing, focusingair, aircompounds, compoundssystem, systemmonitoring, monitoringretention, retentionmarkes, markesethyne, ethynesorbent
Cryogen-free analysis of VOCs in car exhaust
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 73566 Cryogen-free analysis of VOCs in car exhaust Thermal desorption coupled to gas chromatography with dual flame ionization detectors Authors: David Lee1, Terry Jeffers2, Cristian Cojocariu1, and David Wevill3 Thermo Fisher Scientific, Runcorn, UK 1 Thermo Fisher Scientific,…
Klíčová slova
none, noneethyltoluene, ethyltoluenedetected, detectedppbc, ppbckori, koritrap, trapcia, ciavocs, vocsdual, dualmarkes, markesdeans, deanspams, pamspurge, purgecompound, compoundpropane
Cryogen-free analysis of VOCs in car exhaust
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE 73566 Cryogen-free analysis of VOCs in car exhaust Thermal desorption coupled to gas chromatography with dual flame ionization detectors Authors: David Lee1, Terry Jeffers2, Cristian Cojocariu1, and David Wevill3 Thermo Fisher Scientific, Runcorn, UK 1 Thermo Fisher Scientific,…
Klíčová slova
none, noneethyltoluene, ethyltoluenedetected, detectedppbc, ppbckori, koritrap, trapcia, ciadual, dualvocs, vocsmarkes, markesdeans, deanspams, pamspurge, purgecompound, compoundpropane