Greenhouse Gas Analyzer

Význam tématu

Emise skleníkových plynů, především oxidu uhličitého, metanu a oxidu dusného, jsou klíčovým faktorem globálního oteplování. Monitorování jejich koncentrací v atmosféře pomáhá vyhodnotit účinnost opatření na snížení emisí a splnit mezinárodní cíle, jako je Snížení metanu o 30 % do roku 2030 podle Paktu o metanu z COP26.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo představit výkonný chromatograf Shimadzu GC-2030 vybavený třemi typy detektorů, který dokáže rychle a současně stanovit koncentrace CH₄, CO₂ a N₂O v atmosférických i standardních plynných vzorcích. Autoři popisují konfiguraci systému, pracovní postupy a hodnotí přesnost a opakovatelnost analýz.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatograf: Shimadzu GC-2030 s volitelnou dělicí hlavicí pro tři detektory (FID, TCD, ECD).
• Přístroj pro dávkování vzorků: AOC-6000 Plus se zásobníkem až 108 skleněných vial.
• Nosný plyn: dusík (ekonomická a snadno dostupná alternativa k helia).
• Detektory: FID pro CH₄, TCD pro CO₂, ECD pro N₂O.
• Předkolona: odděluje vlhkost a interferující sloučeniny před vlastní separací.
• Provozní podmínky: teplota kolony 110 °C, injekce 1 mL, analýza za 8 minut, cyklus 10 minut.

Hlavní výsledky a diskuse

• Standardní vzorky: koncentrace 1,995 ppm CH₄, 390 ppm CO₂, 0,299 ppm N₂O.
• Opakovatelnost (n = 6): RSD 0,53 % pro CH₄, 0,49 % pro CO₂, 0,41 % pro N₂O.
• Reálné vzorky atmosférického vzduchu: průměrné hodnoty 2,02 ppm CH₄, 434 ppm CO₂, 0,332 ppm N₂O s obdobnou opakovatelností.
• Použití předdělící kolony zajišťuje stabilní výkon detektorů bez vlivu vlhkosti.

Přínosy a praktické využití metody

• Simultánní stanovení tří hlavních skleníkových plynů v jednom běhu šetří čas i spotřební materiál.
• Rychlý analytický cyklus a velkokapacitní automatický vzorkovač umožňují vysokou propustnost měření v terénních i laboratorních podmínkách.
• Využití dusíku jako nosného plynu snižuje provozní náklady.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj metodiky může směřovat k integraci online monitoringu v polních stanicích, snížení detekčních mezí či rozšíření o další sledované plyny. Automatizace a vzdálené řízení přístrojů pak umožní kontinuální sběr dat pro klimatické modely a rychlou reakci na změny emisí.

Závěr

Greenhouse Gas Analyzer od společnosti Shimadzu prokázal schopnost rychle, přesně a opakovatelně analyzovat koncentrace metanu, oxidu uhličitého a oxidu dusného. Díky kompaktní konstrukci, ekonomickému provozu a vysoké vzorkovací kapacitě nabízí efektivní řešení pro výzkum i rutinní monitoring skleníkových plynů.

Reference

• Uchiyama S., Aikawa H., Sudo S. Application News: Gas Chromatograph GC-2030 Greenhouse Gas Analyzer, Shimadzu Corporation, červen 2024.