Meeting the Korean Method ES 04603.2b for 12 VOC (휘발성유기화합물) with Static and Dynamic Headspace GC/MS

Význam tématu

Vodní zdroje musí splňovat přísné limity přítomnosti těkavých organických sloučenin (VOC) kvůli zdravotní a environmentální bezpečnosti. Korejská norma ES 04603.2b stanovuje maximální kvantifikační mez (MQL) 5 ppb, koeficient korelace kalibrační křivky nad 0,98 a RSD faktorů odezvy pod 25 %. Spolehlivé stanovení těchto sloučenin v pitné vodě je klíčové pro ochranu spotřebitelů a kontrolu kvality ve vodárnách.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo ověřit, zda Teledyne Tekmar HT3 automatizovaný vzorkovač se statickou a dynamickou hlavičkovou (headspace) extrakcí v kombinaci s GC/MS splňuje požadavky korejské normy ES 04603.2b pro stanovení 12 VOC v pitné vodě. Studie porovnávala dvě varianty hlavičkové extrakce (statická vs. dynamická), využití režimu Scan a režimu SIM k vyhodnocení MQL, linearity a opakovatelnosti metod.

Použitá metodika

Pro obě metody bylo připraveno sedm standardů MQL (1 ppb) a pět bodů kalibrace (1–10 ppb). Vzorky (10 mL deionizované vody) byly obohaceny o 10 µL 2 ppm interního standardu (fluorbenzen a 1,2-dichlorbenzen-d4). Umístění vzorku do vialu a parametry extrakce se lišily podle statické nebo dynamické hlavičkové extrakce. Detekce probíhala na GC/MS v režimu plného skenu (Scan) i v režimu selektivního iontového monitoringu (SIM).

Použitá instrumentace

• Vzorkovač: Teledyne Tekmar HT3 Automated Static and Dynamic Headspace Vial Sampler
• Chromatograf a detektor: Agilent 7890B GC s kolonkou DB-624UI (20 m × 0,18 mm × 1 µm) a 5977A MSD
• Přenosová linie a peletní teploty: 150–260 °C dle režimu hlavičkové extrakce
• Režimy separace: statická headspace (20 min equil., t = 65 °C), dynamická headspace (sweep flow, pasti, desorpce při až 265 °C)
• GC program: 35 °C (3 min), 13 °C/min do 85 °C, 25 °C/min do 225 °C (1 min)
• MS nastavení: zdroj 230 °C, kvadrupól 150 °C, Scan m/z 35–270, SIM skupiny a doby dwell dle analytů

Hlavní výsledky a diskuse

Obě varianty hlavičkové extrakce splnily požadavky korejské normy:

• MQL pro většinu VOC dosahovala hodnot pod 1,5 ppb (statický i dynamický HS; Scan i SIM).
• Koeficienty linearity (r2) se pohybovaly nad 0,98 až 0,999 ve všech případech.
• Relativní směrné odchylky faktorů odezvy (RSD) byly od 2 % do 19 % ve statickém režimu a 3 % až 24 % v režimu dynamickém.

Statická extrakce SIM byla nejcitlivější pro většinu sloučenin (MQL 0,6–1,4 ppb), zatímco dynamická extrakce poskytla velmi podobné výsledky jak v režimu Scan, tak SIM, s mírně vyššími MQL ale stále pod limitem 5 ppb. Celkové součty xylenů byly ve všech režimech měřeny s nejvyšší MQL kolem 2–4 ppb.

Přínosy a praktické využití metody

Metody statické i dynamické hlavičkové extrakce s GC/MS poskytují:

• Automatizaci a vysokou reprodukovatelnost měření v akreditovaných laboratořích.
• Citlivost potřebnou k monitorování pitných vod dle přísných environmentálních norem.
• Možnost volby režimu Scan pro screening a SIM pro kvantifikaci s vyšší citlivostí.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj v oblasti:

• Integrovaných systémů pro on-line monitorování vodních zdrojů s miniaturizovanou headspace/GC/MS technologií.
• Využití vícedimenzionální chromatografie (GC×GC) ke zdokonalení separace komplexních vodných matic.
• Pokročilé softwarové vyhodnocovací nástroje s umělou inteligencí pro automatickou identifikaci a kvantifikaci stopových organických sloučenin.

Závěr

Teledyne Tekmar HT3 ve spojení s Agilent 7890B/5977A GC/MS prokázal velmi dobrou citlivost, linearitu a opakovatelnost stanovení 12 VOC v pitné vodě podle korejské metody ES 04603.2b. Obě varianty hlavičkové extrakce splňují všechny požadavky normy, což dokládá vhodnost těchto postupů pro rutinní analýzu v environmentálních a vodohospodářských laboratořích.

Reference

Ministerstvo životního prostředí Korejské republiky. ES 04603.2b, Volatile Organic Compounds/Gas Chromatography/Mass Spectrometry.