Improving Canister Sampling Accuracy and Reliability Using Helium Diffusion Sampling into Silonite Coated Stainless Steel Canisters

Význam tématu

Monitorování těkavých a pološtědších organických látek (VOCs a SVOCs) v ovzduší je klíčové pro ochranu zdraví a životního prostředí. Tradiční odběry vakuovými canistry s externími regulátory průtoku často vedou ke ztrátám vzorku a riziku kontaminace. Metoda Helium Diffusion Sampling (HDS) v inertně upravených Silonite canistrech minimalizuje tyto nevýhody a zjednodušuje postup odběru.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo porovnat přesnost, opakovatelnost a spolehlivost odběrů pomocí HDS se standardními vakuovými odběry. Studie hodnotila gravimetrickou přesnost výměny heliového plynu za ambientní vzduch, vliv proudění vzduchu a srovnání naměřených koncentrací VOCs v reálném prostředí.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda HDS spočívá v naplnění canistru heliem po čištění a následné difuzní výměně ~50 % objemu za vzduch pomocí kalibrovaného otvoru integrovaného v tělese ventilu. Odpadá externí průtokový regulátor a filtry, čímž se eliminuje zdroj kontaminace.

Instrumentace:

• Entech 7500A Robotic Canister Autosampler
• Entech 7101AR Preconcentrátor
• Agilent 6890/5973 GC/MS
• Entech 4601A Dynamic Diluter
• Entech 3120A Canister Cleaner
• Entech 7150 Preconcentrátor s objemovou detekcí

Hlavní výsledky a diskuse

Gravimetrické stanovení podílu nasátého vzduchu podle hmotnostního rozdílu canistrů potvrdilo přesnost ±2 % bez nutnosti měření tlaku. Rychlost odběru nebyla ovlivněna klidným ani proudícím vzduchem (<1 % odchylka). Srovnání 24hodinových odběrů v 0,45 l, 1,4 l HDS canistrech a 6 l vakuových canistrech ukázalo shodu naměřených koncentrací VOCs v souladu s požadavky EPA TO-14A a TO-15.

Přínosy a praktické využití metody

• Eliminace externích průtokových regulátorů a filtrů snižuje riziko kontaminace a usnadňuje čištění.
• Zjednodušený odběrový postup – jediný ventil slouží k uzavření i regulaci odběru.
• Možnost použití menších canistrů (0,45 l, 1,4 l) pro mobilní monitoring.
• Rozšíření analytického rozsahu od lehkých VOCs až po SVOCs a dieselové frakce (C25).
• Spolehlivá detekce netěsností díky heliové zkoušce těsnosti.

Budoucí trendy a možnosti využití

HDS se uplatní v automatizovaných a robotických odběrových systémech pro kontinuální i osobní monitoring. Dalšími kroky jsou validace pro specifické SVOCs, integrace teplotní a vlhkostní kompenzace a rozšíření do průmyslové emisní analytiky a monitoringu v reálném čase.

Závěr

Helium Diffusion Sampling do Silonite canistrů představuje pokrokovou techniku odběru vzorků ovzduší s vysokou přesností, opakovatelností a minimalizací kontaminace. Metoda nabízí nižší náklady, zjednodušený postup a široký analytický rozsah ve srovnání s konvenčními vakuovými odběry.