Analysis of Volatile Organic Compounds (VOCs) in Air Using US EPA Method TO-17

Význam tématu

Metoda stanovení těkavých organických sloučenin (VOCs) v ovzduší je klíčová pro ochranu zdraví obyvatel a posouzení zdravotních rizik. Lidský organismus přijme průměrně 20 000 l vzduchu denně, a proto je nezbytné přesné a spolehlivé měření toxických látek. EPA Method TO-17 představuje standardizovaný postup sběru VOCs na sorpčních trubicích a jejich následné analýzy tepelnou desorpcí a GC/MS.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo ověřit výkonnost systému PerkinElmer TurboMatrix Automated Thermal Desorber 650 v kombinaci s GC Clarus 680 a MS Clarus SQ 8 při splnění a překročení požadavků EPA TO-17. Studie zahrnovala nastavení instrumentálních parametrů, testy linearity, přesnosti, mez detekce a regenerovatelnosti sorpčních trubic.

Použitá instrumentace

Pro analýzu byly využity následující přístroje a komponenty:

• TurboMatrix Automated Thermal Desorber 650 (ATD) s elektronicky chlazenou Peltierovou pastou (–35 °C)
• Gas chromatograph Clarus 680 s kolonkou PerkinElmer Elite 624 sil (60 m × 0,25 mm × 1,4 µm)
• Hmotnostní spektrometr Clarus SQ 8 ve full scan režimu (m/z 35–300)
• Sorpční trubice typu SVI pro široké rozmezí VOCs (C3–C26)
• Standardy od Restek (gázové směsi, 8260B Mega Mix, 1,3-butadien)

Metodika spočívala v aktivním odběru vzorků (1–10 l) na sorpční trubice, jejich suchém proplachu, dvoustupňové tepelné desorpci (trubice → past → kolona) a rychlé teplotní desorpci pasty do analytical kolony. Před analýzou se provádí automatická kontrola těsnosti a impedance trubic.

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky prokázaly vynikající linearitu (r2 ≥ 0,9994) v rozsahu 0,05–250 µg/m³, opakovatelnost pod 5 %RSD a šum/signál nad 500:1 při hloubce kalibrace 0,05 µg/m³. Dynamický rozsah dosáhl čtyř řádů velikosti. Automatizace zajišťuje důsledné řízení průtoku, teplot a zpracování vlhkosti, což eliminuje vliv vody na analýzu. Rozšíření objemu vzorku na 10 l umožnilo splnit i nejpřísnější regulační limity.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Vysokou citlivost a selektivitu bez nutnosti SIM režimu díky library matching
• Úsporu nákladů a místa – malé sorpční trubice, rychlá regenerace
• Široké pokrytí VOCs od freonů po polyaromatické uhlovodíky
• Možnost vnitřní standardizace a zpětného sběru vzorku pro opakované analýzy

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další zdokonalování sorbentů pro zvýšení selektivity, integrace s mobilními odběrovými systémy pro terénní monitorování kvality ovzduší a rozšíření aplikací na sledování emisí z průmyslových zdrojů či vnitřního prostředí budov. Dále lze počítat s automatizovanými platformami pro vysokopropustné analýzy a kombinací s dalšími detekčními technikami (FTIR, PID).

Závěr

Systém PerkinElmer TurboMatrix ATD a GC/MS Clarus SQ 8 spolehlivě splňuje a překračuje požadavky EPA TO-17. Nabízí výborné analytické parametry, jednoduchou obsluhu i nízké provozní náklady. Díky širokému rozsahu a nízkým detekčním limitům se uplatní v průmyslové i environmentální praxi.

Reference

1. Compendium Method TO-17, Determination of Volatile Organic Compounds in Ambient Air Using Active Sampling Onto Sorbent Tubes.