Automated Determination of Dissolved Gases in Water
Aplikace | | EST AnalyticalInstrumentace
Úniky zemního plynu do podzemních vodních zdrojů představují významnou environmentální hrozbu. Spolehlivá a efektivní analýza rozpuštěných plynů, jako je metan, ethan a ethylen, je proto nezbytná pro monitorování kvality pitné vody a prevenci kontaminace v okolí vrtných lokalit a hydraulického štěpení.
Studie se zaměřila na ověření automatizovaného postupu podle interního postupu RSK-175 pro kvantifikaci rozpuštěných uhlovodíků. Hlavním cílem bylo zhodnotit kalibraci prostřednictvím sériových ředění nasycených vzorků a demonstrovat schopnost automatu LGX50 připravovat kalibrační i polní vzorky bez nutnosti dodatečných výpočtů přes Henryův zákon.
Postup využívá automatický vzorkovač LGX50 ve spojení s plynovým chromatografem s plameno-ionizační detekcí GC/FID. Vzorky se připravují tak, že se z nasycené vodní fáze převádí definované objemy do vakuovaných vials, kde se při 60 °C a míchání ustálí koncentrace rozpuštěných plynů. Následně se přetlakem plní chromatografická smyčka a analyzuje GC/FID. Interní standard MtBE-d3 zajišťuje kompenzaci variací v přípravě a přenosu vzorku.
Lineární kalibrační křivky pokrývají koncentrace od jednotek ppb až po desítky ppm se součiniteli determinace nad 0,999 pro všechny tři plyny. Metoda dosahuje detekčních limitů mezi 1,94 a 5,92 ppb a přesností lepší než 7 procent relativní směrodatné odchylky. Obnovení přesnosti je v rozpětí 96,7 až 104,9 procent a nosnost nasyceného plynu je minimální, pod 0,1 procenta.
Další rozvoj se může zaměřit na rozšíření spektra analyzovaných plynů a integraci citlivějších detektorů. Využití pokročilé automatizace a on-line monitoringu může přinést kontinuální kontrolu kvality vodních zdrojů v reálném čase. Rovněž je potenciál pro kombinaci s mikrofluidními technologiemi a rychlými screeningovými postupy.
Automatizovaný systém LGX50 ve spojení s GC/FID nabízí spolehlivou, přesnou a vysoce reprodukovatelnou metodu stanovení rozpuštěných uhlovodíků ve vodě. Redukce práce laboratorního personálu a vysoká kvalita výsledků předurčují tento přístup k širokému nasazení v environmentální analytice i v průmyslové praxi.
1. Dean JA. Lange’s Handbook of Chemistry. 14th ed. R.R. McGraw-Hill; 1992.
2. Gas Encyclopaedia. Air Liquide; 2009.
3. ConocoPhillips Company. Drilling and Completion. 2012.
4. Hudson F. RSKSOP-175, Rev. 2. May 2004.
5. EPA New England. Technical Guidance for the Natural Attenuation Indicators: Methane, Ethane, and Ethene. Rev. 1; July 2001.
6. PADEP. Light Hydrocarbons in Aqueous Samples via Headspace and GC/FID. Rev. 0; April 2012.
HeadSpace, GC
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceEST Analytical, Agilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Úniky zemního plynu do podzemních vodních zdrojů představují významnou environmentální hrozbu. Spolehlivá a efektivní analýza rozpuštěných plynů, jako je metan, ethan a ethylen, je proto nezbytná pro monitorování kvality pitné vody a prevenci kontaminace v okolí vrtných lokalit a hydraulického štěpení.
Cíle a přehled studie / článku
Studie se zaměřila na ověření automatizovaného postupu podle interního postupu RSK-175 pro kvantifikaci rozpuštěných uhlovodíků. Hlavním cílem bylo zhodnotit kalibraci prostřednictvím sériových ředění nasycených vzorků a demonstrovat schopnost automatu LGX50 připravovat kalibrační i polní vzorky bez nutnosti dodatečných výpočtů přes Henryův zákon.
Použitá metodika a instrumentace
Postup využívá automatický vzorkovač LGX50 ve spojení s plynovým chromatografem s plameno-ionizační detekcí GC/FID. Vzorky se připravují tak, že se z nasycené vodní fáze převádí definované objemy do vakuovaných vials, kde se při 60 °C a míchání ustálí koncentrace rozpuštěných plynů. Následně se přetlakem plní chromatografická smyčka a analyzuje GC/FID. Interní standard MtBE-d3 zajišťuje kompenzaci variací v přípravě a přenosu vzorku.
Hlavní výsledky a diskuse
Lineární kalibrační křivky pokrývají koncentrace od jednotek ppb až po desítky ppm se součiniteli determinace nad 0,999 pro všechny tři plyny. Metoda dosahuje detekčních limitů mezi 1,94 a 5,92 ppb a přesností lepší než 7 procent relativní směrodatné odchylky. Obnovení přesnosti je v rozpětí 96,7 až 104,9 procent a nosnost nasyceného plynu je minimální, pod 0,1 procenta.
Přínosy a praktické využití metody
- Výrazné zkrácení a zjednodušení přípravy vzorků bez expozice atmosféře
- Vysoká linearita a reprodukovatelnost kalibrace
- Schopnost analyzovat nízké koncentrace plynů v rozsahu ppb
- Eliminace nutnosti složitých výpočtů s Henryovým zákonem
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj se může zaměřit na rozšíření spektra analyzovaných plynů a integraci citlivějších detektorů. Využití pokročilé automatizace a on-line monitoringu může přinést kontinuální kontrolu kvality vodních zdrojů v reálném čase. Rovněž je potenciál pro kombinaci s mikrofluidními technologiemi a rychlými screeningovými postupy.
Závěr
Automatizovaný systém LGX50 ve spojení s GC/FID nabízí spolehlivou, přesnou a vysoce reprodukovatelnou metodu stanovení rozpuštěných uhlovodíků ve vodě. Redukce práce laboratorního personálu a vysoká kvalita výsledků předurčují tento přístup k širokému nasazení v environmentální analytice i v průmyslové praxi.
Reference
1. Dean JA. Lange’s Handbook of Chemistry. 14th ed. R.R. McGraw-Hill; 1992.
2. Gas Encyclopaedia. Air Liquide; 2009.
3. ConocoPhillips Company. Drilling and Completion. 2012.
4. Hudson F. RSKSOP-175, Rev. 2. May 2004.
5. EPA New England. Technical Guidance for the Natural Attenuation Indicators: Methane, Ethane, and Ethene. Rev. 1; July 2001.
6. PADEP. Light Hydrocarbons in Aqueous Samples via Headspace and GC/FID. Rev. 0; April 2012.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Automated Sampling of RSK-175 Samples
|EST Analytical|Aplikace
Automated Sampling of RSK-175 Samples Anne Jurek Abstract: Tapping the natural gas reservoirs throughout the United States has long been a viable solution for energy independence; however until recently getting to these gas reservoirs was very difficult. Now, through the…
Klíčová slova
saturated, saturatedsolution, solutioncurve, curvefracking, frackingethane, ethanepropane, propanemethane, methanegas, gassample, sampleethylene, ethylenefinal, finalreservoirs, reservoirstemperature, temperaturerinse, rinseamount
Dissolved Gas Determination Using the D-19 ASTM Method
|EST Analytical|Aplikace
Dissolved Gas Determination Using the D-19 ASTM Method Application Note Environmental Author Abstract Anne Jurek Applications Chemist EST Analytical Cincinnati, OH In recent years, there has been a marked increase in hydraulic fracturing or “fracking” in order to recover natural…
Klíčová slova
saturated, saturatedsolution, solutionamount, amountdissolved, dissolvedhenry, henrygas, gasfinal, finaltemperature, temperaturerinse, rinsegases, gasesprecision, precisionstandard, standardconcentration, concentrationloop, loopastm
Automated Determination of Dissolved Gases in Water By Headspace Calibration of Mixed Gases 
|EST Analytical|Aplikace
Automated Determination of Dissolved Gases in Water By Headspace Calibration of Mixed Gases Anne Jurek Abstract: Due to the expansion of natural gas drilling through horizontal fracturing, there has been increased interest in the RSK-175 Standard Operating Procedure (SOP) for…
Klíčová slova
headspace, headspacehenry, henryrinse, rinseequilibration, equilibrationtemperature, temperatureloop, loopgas, gasdissolved, dissolvedsample, samplecah, cahfill, fillethane, ethanegases, gasessyringe, syringetime
New ASTM Method Dissolved Gas Sampling Technique Comparison
|EST Analytical|Aplikace
New ASTM Method Dissolved Gas Sampling Technique Comparison Application Note Environmental Author Abstract Anne Jurek Applications Chemist EST Analytical Cincinnati, OH The American Society for Testing and Materials (ASTM) Method D8028 is a headspace method to determine dissolved gases in…
Klíčová slova
saturated, saturatedsolution, solutionsealed, sealedrinse, rinsesample, sampleloop, looppoured, pouredtemperature, temperaturerec'ry, rec'ryfill, fillequilibration, equilibrationsyringe, syringecurve, curvetime, timeastm