Optimization of EPA Method 325 for the Fast, Accurate and Precise Monitoring of VOCs Around Oil Refinery Fencelines

Význam tématu

Monitorování těkavých organických látek (VOC) na oplocení ropných rafinerií je nezbytné pro ochranu životního prostředí a lidského zdraví. Nové federální předpisy EPA (40 CFR Parts 60 a 63) ukládají rafineriím snížit emise škodlivých VOC, jako je benzen či 1,3-butadien, a vyžadují spolehlivé, dlouhodobé měření koncentrací u oplocení závodů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je optimalizovat instrumentální parametry termické desorpce (TD) a plynové chromatografie s hmotnostní detekcí (GC/MS) tak, aby bylo možné analyzovat souhrnně VOC a středně těkavé organické látky (SVOC) na stejném systému. Studie rovněž představuje požadavky na rozmístění pasivních vzorkovacích trubic dle EPA Method 325A v závislosti na velikosti rafinerie.

Použitá metodika a instrumentace

Pasivní odběr probíhá pomocí inertně povlakovaných ocelových trubic naplněných adsorbentem Carbopack™ X. Trubice zůstávají 14 dní v terénu v ochranných krytech ve výšce 1,5–3 m. Po odběru se analyty termicky desorbují na Peltierem chlazený pastičku a analyzují GC/MS. Optimalizované parametry:

• Teplota desorpce trubice 325 °C, pastičky 10 → 330 °C
• GC: počáteční 35 °C, rampa 35 °C/min, konečná 140 °C
• MS: EI, rozsah 35–270 amu, plný scan

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatogram pro sedm klíčových látek ukazuje, že benzen eluuje za ~1,5 min a 1,2,4-trimethylbenzen po ~3,1 min. Dosahovaná RSD přesnost 1,6–3,1 % a linearita >0,999 umožňují spolehlivé kvantifikace v rozmezí 0,2–200 ng. Míry difuzního příjmu VOC pasivními trubicemi se pohybují od 0,45 do 0,67 mL/min.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Nenáročné dlouhodobé monitorování bez potřeby samostatných čerpadel a napájení
• Simultánní analýzu VOC i SVOC na jednom systému
• Flexibilní rozmístění vzorkovacích bodů dle velikosti rafinerie (12–24 trubic, duplikáty, blanky a vzorky u zdroje)

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření pasivního odběru do jiných průmyslových odvětví a integrace s dálkovým online sledováním meteorologických parametrů. V laboratořích se předpokládá širší využití backflush technik pro zkrácení analýzy a zvýšení propustnosti.

Závěr

Optimalizace TD–GC/MS umožňuje rychlou a spolehlivou analýzu širokého spektra organických látek z pasivních vzorků na oplocení rafinerií. Splněné výkonové limity EPA Method 325A/B společně s vysokou propustností činí metodu atraktivní pro rutinní monitorování emisí.

Reference

1. EPA Method 325A – Volatile Organic Compounds from Fugitive and Area, Sampling.
2. EPA Method 325B – Volatile Organic Compounds from Fugitive and Area, Analysis.
3. DeWees J. M. Refinery Fenceline Monitoring & Method 325A/B, EPA OAQPS, 2015.
4. EPA Compendium Method TO-17 – Determination of VOCs in Ambient Air Using Sorbent Tubes, 1999.
5. Varisco S. et al. Extending the Hydrocarbon Range for Soil Gas Analysis by ATD–GC/MS, LCGC North America, 2016.