New ASTM Method Dissolved Gas Sampling Technique Comparison

Porovnání technik odběru vzorků rozpuštěných plynů podle ASTM D8028

Význam tématu

Rozpuštěné plyny ve vodě představují klíčový parametr pro monitorování kvality vodních zdrojů, detekci kontaminantů i hodnocení enviromentálních a průmyslových procesů. Přesné stanovení koncentrací plynů jako metanu, ethanu, ethylénu či propanu pomáhá zajistit souladu s legislativními limity, posoudit účinnost čisticích technologií či sledovat emise skleníkových plynů.

Cíle a přehled studie

Studie měla za cíl porovnat dvě přístupy k odběru a zpracování vzorků rozpuštěných plynů podle ASTM D8028:

• odběr a analýzu vzorků při zachování původního těsného uzávěru (sealed) v režimu DGA,
• otevření a nalití vzorku do hlavy prostoru (poured) v režimu Screen.

Porovnány byly linearita kalibračních křivek, přesnost, opakovatelnost a metody detekční limity (MDL).

Použitá instrumentace

• EST Analytical Liquid Gas Extractor LGX50 s 1ml headspace smyčkou
• Agilent 7890 GC/FID vybavený kolonou Restek RT®-QS Bond 30m × 0,53mm × 20µm
• Standard deuterovaného methyl tert-butyl etheru (2000mg/ml, 500ppm)

Použitá metodika

Pro kalibraci bylo připraveno sériové ředění nasycených roztoků plynů (20°C, 30min puržování při 200ml/min). Pro těsné vzorky se použil režim DGA (20ml), pro nalévané režim Screen (10ml). Metody detekčních limitů vycházely ze 7 replik nízkých standardů podle 40CFR Part 136, Appendix B. Opakovatelnost a přesnost byly stanoveny jako procentní relativní směrodatná odchylka (%RSD) a procento zotavení (%Recovery) z 7 replik středních koncentrací.

Hlavní výsledky a diskuse

• Linearita obou postupů vykazovala srovnatelná koeficienty R² (0,998–1,000), avšak nižší %RSD zaznamenaly těsné vzorky (5–17 % vs. 22–28 %).
• MDL pro těsné vzorky byly v rozmezí 1,5–2,0 µg/L, pro nalévané 1,3–7,8 µg/L.
• U nižších kalibračních úrovní nalévaných vzorků byly prokázány případy meziprobažné kontaminace.
• Při vyšších koncentracích byla opakovatelnost a přesnost u obou metod vyhovující (>90 % zotavení, RSD <7 %).

Přínosy a praktické využití metody

Technika zachování těsného uzávěru zajišťuje vyšší spolehlivost výsledků v environmentálních a průmyslových laboratořích, umožňuje nižší detekční limity a minimalizuje riziko kontaminace mezi vzorky. Pro rutinní monitoring rozpuštěných plynů tak poskytuje robustnější a reprodukovatelnější přístup.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se očekává v automatizaci odběrů a analýz, miniaturizaci přístrojů pro on-site měření, integraci s dalšími separačními a detekčními technikami (např. GC–MS) a zavádění online senzorických systémů pro kontinuální monitoring rozpuštěných plynů.

Závěr

Srovnání prokázalo výhodu udržení vzorku v původně uzavřené lahvi (sealed) s ohledem na nižší %RSD, nižší MDL a minimalizaci kontaminace. Nalévaný postup může být akceptovatelný pro vyšší koncentrace, avšak pro citlivé analýzy je doporučeno zachování těsnosti.

Reference

1. Dean, John A., Lange’s Handbook of Chemistry, 14th Edition, R. R. McGraw-Hill, Inc., 1992
2. Gas Encyclopaedia, Air Liquide, 2009
3. Hudson, Felisa, RSKSOP-175, Revision No. 2, May 2004
4. PADEP 3686, Light Hydrocarbons in Aqueous Samples via Headspace and Gas Chromatography with Flame Ionization Detection (GC/FID), Rev. 1, October 2012