Measurement of VOCs in Vehicle Interiors withNitrogen as the Carrier Gas

Význam tématu

Optimální hodnocení kvality vzduchu v interiéru vozidel je klíčové pro ochranu zdraví cestujících. Těkavé organické látky (VOC) uvolňované z materiálů palubní desky, čalounění nebo lepidel mohou negativně ovlivnit komfort i bezpečnost. Vývoj spolehlivé a současně nákladově efektivní metody pro stanovení těchto sloučenin je proto stěžejní pro automobilový průmysl i úřady zajímající se o environmentální normy.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo ověřit použitelnost dusíku jako alternativního nosného plynu v metodě GC–MS pro analýzu nejběžnějších VOC ve vozidlových interiérech. Studie demonstruje oddělení a kvantifikaci devíti modelových sloučenin (benzenu, toluenu, xylenů, styrenu apod.) při porovnání výkonu s konvenčním heliem.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byla využita kombinace termické desorpce a plynové chromatografie s hmotnostním detektorem (GC–MS). Klíčová instrumentace:

• GCMS-QP™2020 NX s integrovanou jednotkou TD-30R
• Kolona SH-5MS (30 m × 0,25 mm I.D., film 0,25 μm, P/N 221-75855-30)
• Termická desorpce náplně: 280 °C (10 min) a záchyt analyzátoru při –20 °C
• Nosný plyn: dusík řízený lineární rychlostí 40 cm/s
• Podmínky GC
  1. Vstřik split, poměr 1:50
  2. Teplotní program: 40 °C (1 min), +10 °C/min do 100 °C, +40 °C/min do 200 °C, +20 °C/min do 300 °C (5 min)
• MS v režimu skenování m/z 45–600, zdroj 230 °C, interface 280 °C

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla rozlišení všech testovaných sloučenin v čase kratším než 11 minut. Nejvyšší citlivosti bylo dosaženo pro benzen a styren. Použití dusíku umožnilo udržet reprodukovatelné retenční časy s minimálním ovlivněním efektivity separace. Celkové signál-šumové poměry byly srovnatelné s konfigurací na helia, což potvrzuje vhodnost dusíku jako nosného plynu pro aplikace, kde je dostupnost helia limitována.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší:

• Snížení provozních nákladů díky použití levnějšího dusíku
• Rychlou a robustní analýzu VOC pro výrobce automobilů a laboratoře QA/QC
• Reprodukovatelné výsledky vhodné pro dodržování emisních norem

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Implementace plně automatizovaných tepelných desorbčních systémů s on-line monitorováním
• Integrace technik multidimenzionální chromatografie pro komplexní matricové vzorky
• Rozvoj mobilních jednotek GC–MS pro rychlé vyhodnocení kvality vzduchu v terénu
• Využití alternativních zelených neštětičových nosných plynů

Závěr

Studie prokázala, že použití dusíku jako nosného plynu v GC–MS metodě pro analýzu VOC v automobilových interiérech je prakticky i ekonomicky výhodné. Metoda poskytuje rychlé, citlivé a reprodukovatelné výsledky, což ji předurčuje k rutinnímu nasazení v průmyslové i regulační praxi.

Reference

• Application News 01-00366 (JP, ENG), Shimadzu Corporation, First Edition: Sep. 2022, ERAS-1000-0405