Determination of Volatile Organic Compounds (VOCs) in Various Drinking Water Sources by GC/MS

Význam tématu

Analýza těkavých organických látek (VOC) ve zdrojích pitné vody je klíčová pro ochranu veřejného zdraví a splnění legislativních požadavků. Zdroj pitné vody se může lišit jak po stránce složení, tak rizikovosti. VOC mohou mít akutní i chronické zdravotní účinky, proto je nezbytné jejich spolehlivé stanovení v různých typech vody – od veřejné sítě až po balenou vodu. Pokročilé metody jako GC/MS v kombinaci s purge and trap technikou umožňují citlivou a selektivní analýzu těchto sloučenin.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo porovnat obsah VOC ve vzorcích kohoutkové, filtrové, balené a pramenité vody. Využita byla metoda podle USEPA 524.2 s plně automatizovanou přípravou vzorků (purge and trap) a detekcí pomocí GC/MS. Studie se zaměřuje na kvantifikaci vybraných VOC a rozbor rozdílů mezi jednotlivými zdroji, včetně účinků čištění a doby kontaktu vody s potrubím a filtračními systémy.

Použitá metodika

• Metoda: USEPA 524.2 – Purge and trap kapilární GC/MS
• Objem purže: 25 mL
• Lineární kalibrace a vyhodnocení RRF, %RSD a MDL pro výčet sloučenin
• Automatizace: Teledyne Tekmar AQUATek 100 pro naložení, přídavek standardů a purži

Použitá instrumentace

• Stratum Purge and Trap Concentrator (Teledyne Tekmar)
• AQUATek 100 Autosampler (Teledyne Tekmar)
• Varian 431-GC s kolonou VF-624 (20 m x 0,15 mm x 0,84 μm)
• Varian 210-MS Ion Trap GC/MS detektor

Hlavní výsledky a diskuse

• Kohoutková voda obsahovala významné koncentrace trihalometanů (chloroform, bromodichlormethan, dibromochlormethan, bromoform) vznikajících chlorováním.
• Kontaminanty jako 2-butanon a tetrahydrofuran se z kohoutkové a filtrové vody významně snížily po několika sekundách až minutách průtoku.
• Balená a pramenitá voda vykázaly minimální hladiny VOC, což dokládá účinnost procesů u výrobců balené vody.
• Filtrační konvice byla zdrojem VOC, vzorky vody filtrovány přes samotnou konvici vykazovaly vyšší koncentrace než voda bez konvice.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatizovaná purge and trap GC/MS technika nabízí vysokou přesnost, reprodukovatelnost a citlivost pod legislativní limity.
• Metoda umožňuje rychlé vyšetření řady vzorků pitné vody snižující provozní náklady v laboratořích QC a životního prostředí.
• Výsledky pomáhají identifikovat zdroje znečištění a optimalizovat opatření ke snížení expozice VOC v domácnostech i ve veřejných sítích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace on-line monitorovacích systémů pro kontinuální sledování VOC v distribučních sítích.
• Miniaturizace a přenosné GC/MS jednotky pro terénní analýzy.
• Vývoj nových sorbentů s vyšší selektivitou pro specifické skupiny těkavých látek.
• Využití strojového učení pro rychlé vyhodnocení chromatografických dat a predikci trendů znečištění.

Závěr

Metoda podle USEPA 524.2 v kombinaci s automatizovaným purge and trap systémem a GC/MS detekcí prokázala vynikající schopnosti při stanovení VOC v různých zdrojích pitné vody. Kohoutková voda vykázala nejvyšší úroveň trihalometanů, zatímco balená a pramenitá voda byly téměř bez VOC. Průtok kohoutkové vody před odběrem a vhodná filtrační technika mohou výrazně snížit expozici VOC.

Reference

1. USEPA Method 524.2, Measurement of Purgeable Organic Compounds in Water by Capillary Column Gas Chromatography/Mass Spectrometry, Rev. 4.1, 1995.