Adsorbent Trap for GC Analyses of Volatile Organic Compounds in Wastewater

Význam tématu

Analýza těkavých organických sloučenin (VOC) v odpadních vodách je nezbytná pro ochranu životního prostředí, splnění legislativních limitů a prevenci zdravotních rizik. Metoda purge and trap ve spojení s plynovou chromatografií umožňuje efektivní koncentrování stopových úrovní VOC a poskytuje spolehlivé výsledky v rutinní i výzkumné praxi.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem článku bylo ověřit výkonnost adsorpčních pastí VOCARB 3000 při odběru a termické desorpci VOC podle US EPA metod 624 a 1624. Studie hodnotila odezvové faktory, reprodukovatelnost a srovnání s jinými dostupnými pastmi (VOCARB 4000, EPA-listed traps).

Použitá metodika a instrumentace

Metodika:

• Purge and trap: vzorky vody (5 mL) obsahující 20–200 ppb VOC byly nasycovány inertním plynem a analyty zachyceny na adsorbentu.
• Termická desorpce: zahřívání pasti na 250 °C (VOCARB 3000) umožnilo rychlé a ostré uvolnění sloučenin.
• Plynová chromatografie: separace na kapilární kolonce VOCOL™ (60 m × 0,53 mm, 3 µm film), detekce s vhodným detektorem (FID nebo MSD).

Použitá instrumentace

• Adsorpční pasti VOCARB 3000 a VOCARB 4000 (Carbotrap™ a Carboxen™ sorbenty).
• Plynové chromatografy s purge and trap adaptéry pro modely CDS Peakmaster, Dynatech, O.I. Analytical, Tekmar LSC a Tekmar 3000.
• Kapilární kolona VOCOL™ Fused Silica.

Hlavní výsledky a diskuse

• Odezvové faktory pro řadu EPA analyzátů se pohybovaly v rozmezí požadovaných hodnot s %RSD pod 15 % (většina < 7 %).
• VOCARB 3000 dosáhla vyšších teplot desorpce (250 °C) než běžné pasti (180 °C), což vedlo k úzkému desorpčnímu plugům a lepší separaci raně eluovaných plynů.
• Srovnání s VOCARB 4000 ukázalo, že 3000 past méně katalyticky rozkládá citlivé sloučeniny (2-chlorethylvinyl ether, 2,2-dichloropropane) a poskytuje vyváženou obnovu lehkých i těžších VOC.
• Obnova klíčových sloučenin (bromomethan, chloroethan, chlormethan) dosahovala 92–117 %, reprodukovatelnost byla vysoká.

Přínosy a praktické využití metody

• Spolehlivé sledování širokého spektra VOC v odpadních i pitných vodách při nízkých koncentracích.
• Flexibilita výběru adsorbentů ve vlastních kombinacích pro specifické aplikace.
• Možnost nasazení na rutinní i vysoce citlivé laboratorní analýzy s minimálními interferencemi vodní pary.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj nových hybridních adsorbentů pro ještě širší rozsah sloučenin a nižší mez detekce.
• Integrace s automatizovanými systémy pro on-line sledování vody a odpadních toků.
• Optimalizace desorpčních protokolů a GC metod pro zrychlení analýzy a vyšší propustnost laboratoří.

Závěr

Adsorpční pasti VOCARB 3000 splňují požadavky US EPA metod 624 a 1624, poskytují vysokou účinnost zachycení i desorpce VOC a minimalizují katalytický rozklad i vodní interferenci. Díky termické stabilitě a modulární konstrukci jsou vhodné pro univerzální monitorování VOC v různých typech vodních vzorků.

Reference

• US EPA Method 624: Determination of Volatile Organic Compounds in Water by Purge and Trap Gas Chromatography.
• US EPA Method 1624: Volatile Organic Compounds by Purge and Trap/Capillary Column Gas Chromatography.