Monitor Volatile Organic Compounds in Water by Capillary GC – Without Cryogenic Refocusing

Význam tématu

Monitoring těkavých organických látek (VOC) ve vodě je zásadní pro ochranu veřejného zdraví, dodržování regulačních norem (US EPA metody 502.2 a 524.2) a prevenci kontaminace životního prostředí. Tradiční postupy vyžadují kryogenní refokusu analyzátů, což komplikuje provoz a zvyšuje náklady.

Cíle a přehled studie / článku

Studie demonstruje alternativní přístup spočívající v adsorpci VOC při teplotě okolí a následné termální refokusu bez nutnosti chlazení. Cílem je ověřit účinnost této metody pro šest klíčových vysoce těkavých látek a dvanáct dalších reprezentantů na úrovních 4–8 µg/L ve vodě a prokázat její použitelnost pro 60 sloučenin stanovených EPA.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek vody se přečerpá inertním plynem (40 mL/min) při okolní teplotě do vícevrstvého adsorbčního tubusu Carbotrap 302 (Carbopack C, B, Carboxen 1001). Po vysušení plynem (20 mL/min, 44 °C) následuje vložení do termodesorpční jednotky (TDU) pro uvolnění analyzátů na úzký refokusní tubus Carbotrap 201 (Carbopack B, Carboxen 1000). Následně je analyzát převeden do GC kolony VOCOL (60 m × 0,32 mm ID, 3 µm) s programovým ohřevem z 35 °C na 230 °C (4 °C/min). Carrier plyn je helium (3 mL/min). Detekce proběhla pomocí elektrolytické vodivostní detekce (ELCD) a fotoionizačního detektoru (PID).

Hlavní výsledky a diskuse

Pro šest nejtěkavějších látek (4 µg/L) se obnovy pohybovaly mezi 27 % a 86 % a relativní odchylky (RSD) většinou pod 7 %. U dvanácti reprezentantů (8 µg/L) dosáhly obnovy 58–96 % s RSD do 8 %. Chromatogramy ukázaly ostré, dobře separované píky i pro sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností. Analýza vzorku se 60 látkami prokázala lineární rozložení retencí a odhalila všestrannost metody.

Přínosy a praktické využití metody

• Eliminace kryogenního chlazení, snížení nákladů a údržby
• Rychlejší a jednodušší provoz bez ztráty citlivosti
• Široké spektrum stanovených VOC podle EPA 502.2 a 524.2
• Možnost aplikace na pitnou, povrchovou i odpadní vodu, půdní a kalová média

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj směřuje k plné automatizaci a integraci s hmotnostní spektrometrií pro vyšší selektivitu, dále k rozšíření na vyšší molekulové hmotnosti či matrice s vysokým obsahem pevné fáze. Miniaturizace systémů a online monitoring v reálném čase se jeví jako perspektivní oblasti.

Závěr

Ambientní tepelná adsorpce a refokuse bez kryogeniky nabízí robustní, citlivý a efektivní postup pro stanovení VOC ve vodě. Metoda splňuje požadavky US EPA, minimalizuje složitost a náklady analýzy a je snadno přizpůsobitelná různým matricím.

Reference

1. Federal Register 52, No. 130, July 8 1987, pp. 25690–25717.