Air monitoring - the respective advantages and applications of canisters and tubes

Význam tématu

Monitorování těkavých organických sloučenin (VOC) v životním a pracovním prostředí je klíčové pro ochranu zdraví a kvality ovzduší. Metody založené na odběru vzorků do canisterů a na sorpčních trubičkách s následnou termickou desorpcí a analýzou GC/MS jsou široce zavedené a normativně podpořené. Volba vhodné techniky ovlivňuje citlivost, spolehlivost a praktičnost odběru vzorků.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem materiálu je porovnat výhody a limity odběru vzduchu do inertních canisterů a na sorpční trubičky pro různé aplikační scény. Text shrnuje standardní metody (US EPA TO-15, TO-17, ASTM, ISO) a popisuje moderní kryogen-volné systémy termické desorpce, které umožňují analýzu obou formátů vzorků na jedné platformě.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická platforma vychází z automatických kryogen-volných systémů termické desorpce (např. Markes Series 2 UNITY-Air Server/CIA), párovaných s kapilární GC a detektorem MS/FID. Pro zajištění souladu s normami byly využity kolonové separační techniky dle EPA 624 a automatické řízení teplot desorpce. Odebrané objemy vzduchu se pohybují od litrů (canister) po desítky litrů (trubičky) s možností aktivního i difuzního odběru.

Hlavní výsledky a diskuse

Obě technologie si doplňují aplikačně:

• Canister sampling je vhodný pro ultra-těkavé látky (C2 uhlovodíky, freony), jednoduchý grab odběr a dlouhodobé uskladnění až roky.
• Sorpční trubičky excelují v odběru méně těkavých a polárních sloučenin (C3–C30), pro časově vážené průměry (TWA) i osobní expozici, s automatickým čištěním bez časově náročných purgačních postupů.

Čištění canisterů vyžaduje opakované vakuování a purgování při zvýšené teplotě, kdežto desorpce trubiček probíhá automaticky s účinností >99,95 %.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace kryogen-volné termické desorpce pro oba formáty odběru vzduchu přináší:

• Univerzálnost: analýza širokého spektra sloučenin na jedné platformě.
• Úsporu času a nákladů díky minimalizaci offline čištění a opakování odběrů.
• Vysokou citlivost a možnost opakovat analýzu téhož vzorku.
• Dodržení mezinárodních norem v oblastech životního prostředí, hygieny práce i materiálových testů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření kryogen-volných systémů se zlepšenou automatizací, vyššími objemy přepouštění a pokročilou integrací dat pro ambientní sítě a osobní monitory. Vývoj nových sorbentů a pokročilých kolón přinese lepší separaci polárních a nízkomolekulárních látek.

Závěr

Canister sampling a sorpční trubičky představují komplementární nástroje pro široké spektrum vzdušných analýz. Kombinace s kryogen-volnou termickou desorpcí zvyšuje efektivitu, spolehlivost a škálovatelnost metod pro monitorování VOC v různých prostředích.

Reference

• US EPA Method TO-15: Determination of volatile organic compounds in air collected in SUMMA canisters and analyzed by GC/MS.
• US EPA Method TO-17: Determination of volatile organic compounds in ambient air using active sampling onto sorbent tubes.
• ASTM D6196-03: Selection of sorbents, sampling and thermal desorption procedures for volatile organic compounds in air.
• ASTM D5466: Determination of volatile organic chemicals in atmospheres by canister sampling.
• ISO EN 16017-1/2: Air quality – Sampling and analysis of VOCs in ambient and indoor air by sorbent tube/thermal desorption/GC.
• ISO EN 16000-6: Determination of VOCs in indoor and chamber air by active sampling on Tenax TA and TD-GC.
• Markes International Ltd.: Thermal Desorption Technical Support Note 79, 2013.