Analysis of 58 Volatile Organic Compounds Using Two CMS5000 Monitoring Systems

Význam tématu

Aktuální a nepřetržité monitorování těkavých organických látek (VOC) ve vodě je zásadní pro prevenci zdravotních rizik a rychlou reakci na kontaminaci. VOC se do vodovodních sítí dostávají úniky chemikálií, nesprávnou likvidací nebo migrací z půdy a již na úrovni jednotek ppb mohou představovat ohrožení. Automatizované systémy umožňují včasné varování a tím ochranu veřejného zdraví.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo ověřit možnost analýzy 58 různých VOC ve vodě pomocí dvou monitorovacích systémů CMS5000 pracujících souběžně. Studie demonstrovala schopnost spolehlivé separace, identifikace a kvantifikace látek v rozsahu 1–10 ppb a zhodnotila přínos kombinace dvou komplementárních kapilárních kolón.

Použitá metodika a instrumentace

Pro odběr a přípravu vzorků se použila technologie SituProbe™ purge and trap s následnou chromatografickou separací a detekcí Micro Argon Ionization Detection (MAID). Hlavní kroky:

• Příprava kalibračních standardů v koncentracích 1, 3, 5 a 10 ppb ve 2 l VOC-free vody.
• Purging argonem, zachytávání analytů na Tri-Bed koncentrátoru.
• Termická desorpce a separace na kapilárních kolónách s 51minutovým programem teploty.
• Využití čtyřbodové kalibrace s kvadratickou regresí.

Instrumentace:

• 2× CMS5000 Monitoring System
• Kolona DB-1 (100 % polydimethylsiloxan) – nepolární fáze
• Kolona DB-624 (4 % cyanopropylfenyl na polydimethylsiloxanu) – mírně polární fáze
• Detekce Micro Argon Ionization Detection (MAID)

Hlavní výsledky a diskuse

Obě soustavy CMS5000 úspěšně separovaly a kvantifikovaly 58 VOC v koncentracích mezi 1 a 10 ppb s reprodukovatelnými procenty recovery v rozmezí 87–115 %. Kombinace dvou rozdílných kolón významně snížila počet splynutí piků. U pěti sloučenin, které na obou kolónách koelutovaly, byly koncentrace určovány pomocí rozdílových výpočtů mezi dvěma chromatogramy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje dlouhodobé, autonomní sledování vodovodních sítí bez potřeby častého zásahu obsluhy. Alarmové funkce softwaru okamžitě upozorní na překročení stanovených limitů, což poskytuje provozovatelům vodárenských systémů rychlé podklady pro rozhodování a zásahy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření aplikací CMS5000 ve venkovních a distribučních sítích s možností vzdálené správy a integrace do systémů průmyslového internetu věcí (IIoT). Rozvoj nových sorpčních fází a detekčních modulů by mohl dále zlepšit selektivitu a citlivost metody.

Závěr

Testované řešení CMS5000 prokázalo vysokou efektivitu při analýze širokého spektra VOC ve vodě v nízkých koncentracích. Využití dvou komplementárních GC kolón významně zlepšuje možnost identifikace i u složitých směsí, což činí systém vhodným pro stálé a spolehlivé monitorování kvality pitné vody.

Reference

1. http://www.health.state.mn.us/divs/eh/hazardous/topics/vocs.html
2. Zogorski, J. S. (2006). Volatile Organic Compounds in the Nation’s Ground Water and Drinking-Water Supply Wells. Reston, VA: U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey.