A Simple, More Reliable Time Integrated Whole Air Sampling Approach To EPA Method TO15 Using Helium Diffusion Sampling

Význam tématu

Monitorování těkavých organických sloučenin v ovzduší je klíčové pro posuzování kvality vzduchu a ochranu zdraví. Přesné časově integrované odběry umožňují zachytit průměrné koncentrace během dlouhého období a redukují riziko chyb ve vzorcích. Tradiční vakuové odběry vyžadují externí průtokové regulátory a jsou náchylné k kontaminaci a nesrovnalostem. Nová metoda založená na difuzi hélia (HDS) nabízí spolehlivější a jednodušší alternativu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie je představit a experimentálně porovnat jednoduchý odběrový přístup HDS s klasickým vakuovým odběrem podle metody EPA TO-15. Autoři demonstrovali princip difuze hélia přes kalibrovanou trysku a ukázali výhody včetně rozšířeného rozsahu detekovaných sloučenin a eliminace vnějších průtokových regulátorů.

Použitá metodika a instrumentace

• Metoda HDS: plnění canistrů héliem, detekce netěsností vážením a odběr vzorku difuzí hélia přes kalibrovanou trysku
• Porovnávací odběry: 24hodinové vzorky vzduchu v 6l vakuových canistrech s CS1200E4 versus 1,4l a 0,45l HDS canistry
• Analytická sestava: Entech 7500A robotický autosampler, Entech 7101AR prekoncentrátor, Agilent 6890/5973 GCMS
• Kalibrace: Entech 4601A Dynamic Diluter, čištění canistrů: Entech 3120A Canister Cleaner

Hlavní výsledky a diskuse

• Vzorky HDS a vakuové odběry vykázaly shodné koncentrace VOC v souladu s požadavky EPA TO-14A/TO-15
• HDS odběry nebyly ovlivněny proměnou rychlosti proudu vzduchu (0–5 mph), odebraný objem vzduchu byl konzistentní
• Gravimetrické stanovení procenta odebraného vzduchu zvýšilo přesnost bez nutnosti měření tlaku
• Eliminace externích průtokových regulátorů snížila riziko kontaminace, přetahů a variability způsobené filtry a o-kroužky
• HDS rozšiřuje molekulární hmotnost až na C24 a umožňuje odběry v rozmezí od 3 hodin do 1 měsíce

Přínosy a praktické využití metody

• Jednodušší a spolehlivější odběry bez složitého průtokového systému
• Možnost použití menších canistrů, šetří materiál i skladovací prostor
• Snížené náklady na údržbu díky absenci filtrů a externích linek vzorkovací cesty
• Vysoká reprodukovatelnost a nižší riziko vzorkové kontaminace

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření HDS pro širokou škálu environmentálních aplikací, včetně dlouhodobého monitoringu a mobilních senzorů. Další vývoj bude směřovat k automatizaci odběru, digitalizaci dat a integraci s bezdrátovými jednotkami pro on-line sledování kvality ovzduší.

Závěr

Metoda HDS představuje významný pokrok v odběru vzorků ovzduší podle EPA metod. Přináší vyšší spolehlivost, sníženou kontaminaci a jednodušší provoz. Experimentální srovnání prokázalo ekvivalentní či lepší výkonnost oproti klasickým vakuovým odběrům při nižších nákladech a údržbě.

Reference

• Entech Instruments Inc. Application Note A-3732-01