Air Quality Monitoring

Význam tématu

Analýza prchavých a poloprchavých organických sloučenin (VOC a SVOC) v ovzduší je klíčová pro environmentální monitorování zejména v oblastech kolem remediací výrobních plynových stanic (MGP). Metody EPA TO-13A a TO-15 jsou osvědčené, ale náročné na čas, náklady i použití toxických rozpouštědel, což ztěžuje rychlou odezvu na regulační požadavky a zvýšenou četnost měření.

Cíle a přehled studie

Cílem spolupráce laboratoře Pace Analytical Services a společnosti PerkinElmer bylo:

• Vyvinout jednotnou metodiku založenou na EPA TO-17 pro souběžné stanovení VOC i SVOC
• Rozšířit rozsah zachytávaných látek až na těžké PAH (C4–C40)
• Zvýšit efektivitu, snížit náklady a eliminovat použití toxických rozpouštědel

Použitá metodika a instrumentace

Pro odběr vzorků byla navržena vícervrstvá sorpční trubice se sekvenčními vrstvami aktivního uhlí uspořádanými tak, aby zachytily jak lehké, tak těžké analyty.
Odběr se provádí na přednastavenou průtokovou pumpu s možností provozu na baterii po dobu několika týdnů a vybavenou bateriovým paketem.
Analýzu zajišťuje automatický termodesorber PerkinElmer TurboMatrix 650 ATD s dvoustupňovým desorpčním procesem a detekcí GC–MS na systému Clarus SQ 8.

Hlavní výsledky a diskuse

Vývoj nové trubice umožnil zachytit analyty v rozsahu od 1,3-butadienu až po Benzo(g,h,i)perylen (C4–C40).
Metoda TO-17 prokázala nižší limity detekce díky odběru větších objemů vzduchu a čištění pomocí termodesorpce.
Prokázaná odolnost při relativní vlhkosti až 95 % a odběr 50 l během dvouminutového suchého purgingu.
Srovnávací studie s reálnými vzorky potvrdila reprodukovatelnost, linearitu kalibrační křivky, preciznost a recoveri lepší než u tradičních metod.

Přínosy a praktické využití metody

Jedna trubice nahrazuje separátní odběry VOC a SVOC, čímž se snižuje počet vzorků a související náklady.
Eliminuje se použití toxického metylénchloridu a potřeba složitého čištění skleněných nádob.
Kratší doba přípravy i analýzy a delší holding time výsledku (28 dní oproti 7 dnům).
Nízké provozní náklady a snadná doprava díky kompaktnímu provedení trubic.

Budoucí trendy a možnosti využití

Plánuje se rozšíření odběru až na 300 l a ověření metody při extrémních klimatických podmínkách.
Vývoj dalších vrstev sorbentu pro zachytávání specifických skupin látek.
Integrace s on-line monitorovacími systémy a rozšíření do průmyslové a vysoce toxické oblasti.
Publikace výsledků v peer-reviewed časopisech a akreditace metody pro regulační účely.

Závěr

Spolupráce Pace Analytical Services a PerkinElmer vedla k úspěšnému vývoji jedno-metodní termodesorpční techniky pro simultánní stanovení VOC i SVOC v ovzduší.
Nový přístup zvyšuje efektivitu laboratoří, snižuje náklady, zlepšuje bezpečnost práce a rozšiřuje rozsah analyzovaných látek.

Reference

1. U.S. EPA, Compendium Method TO-15: Determination of VOCs in Air Using Summa Canisters and GC/MS, Office of Research and Development, 1999.
2. U.S. EPA, Compendium Method TO-17: Determination of VOCs in Ambient Air Using Active Sampling on Sorbent Tubes, Office of Research and Development, 1999.
3. U.S. EPA, Compendium Method TO-13A: Determination of PAHs in Ambient Air Using GC/MS, Office of Research and Development, 1999.
4. PerkinElmer Clarus SQ 8 GC/MS Product Information, PerkinElmer Inc., 2014.
5. Provost R., Marotta L., Single Tube Sampling and Analysis of VOC and SVOC in Air – Green Solution, Separation Science Webinar, 2014.
6. Provost R., Marotta L., Thomas R., A Single-Method Approach for VOC and SVOC in Air Using Thermal Desorption–GC–MS, submitted to LC/GC, 2014.