GC, Termální desorpce
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceThermo Fisher Scientific, Markes
Význam tématu
Výfukové plyny obsahují těkavé organické sloučeniny (VOC), které přispívají k tvorbě smogu, poškozují ozonovou vrstvu a představují riziko pro lidské zdraví. Monitoring těchto látek je klíčový pro plnění environmentálních předpisů a pro stanice photochemical assessment monitoring scheme (PAMS), které sledují potenciální ozonové prekurzory.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem bylo ověřit vhodnost jednoduché, bezkryogenní analýzy VOC ve výfukových plynech pomocí termické desorpce (TD) spojené s plynulou chromatografií na dvou kolónách a dvojitým detektorem plamenné ionizace (GC–FID). Studie demonstruje rychlý a spolehlivý postup odpovídající požadavkům EPA PAMS.
Použitá metodika
Vzorky se odebíraly do Tedlar sáčků a nasávané plyny procházely Kori-xr zařízením na –30 °C, kde byla odstraněna vlhkost. UNITY-xr tepelný desorber zpětným výpalem (280 °C) přenesl analyty na GC. Deans Switch rozdělil tok mezi primární kolonu TraceGOLD TG-1MS (C2–C6) a sekundární HP-PLOT AL/S (C6–C11), což umožnilo simultánní separaci. Analýza probíhala v overlap režimu se vzorkovací dobou ~56 minut bez použití tekutého kryogenu.
Použitá instrumentace
- Markes CIA Advantage-xr on-line sampler
- Kori-xr water removal device
- UNITY-xr thermal desorber s PAMS trap
- Thermo Scientific TRACE 1310 GC se dvěma Instant Connect FID detektory
- Deans Switch microfluidics kit s integrovaným restriktorem
- Kolony TraceGOLD TG-1MS (60 m×0,25 mm×1 µm) a HP-PLOT AL/S (50 m×0,32 mm×8 µm)
- Software Chromeleon CDS a Deans Switch Wizard pro nastavení tlaků
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda prokázala vynikající chromatografické rozlišení 56 terpenů, alkanů, alkenů a aromátů v rozsahu C2–C11. Asymetrie píků se pohybovala mezi 0,99 až 1,5 a rozlišení bylo ≥1,4. Linearita (benzene, propane, undecane) vykázala R2>0,999 a AvCF %RSD <3 %. Kalibrační rozsah 4,25–6000 ppb potvrdil R2=0,9998. Systematická kontaminace (carryover) byla ≤0,26 %. Repeatabilita výfukových vzorků (n=3) dosáhla RSD <10 %.
Přínosy a praktické využití metody
- Eliminace tekutých kryogenů snižuje náklady a provozní složitost
- Overlap režim a rychlé elektrické chlazení umožňují vyšší propustnost vzorků
- Vysoký dynamický rozsah a snadná výměna FID modulů minimalizují výpadky
- Modulární přístup usnadňuje terénní měření a splňuje standardy PAMS
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se integrace do mobilních monitorovacích stanic kvality ovzduší, rozšíření o hmotnostní spektrometrii pro vyšší selektivitu, automatizace servisních workflow, cloudové zpracování výsledků a sledování dalších VVOC.
Závěr
Bezkryogenní kombinace termické desorpce s dual-column GC–FID představuje rychlou, robustní a přesnou metodu pro analýzu VOC ve výfukových plynech. Splňuje požadavky EPA PAMS, zvyšuje produktivitu a minimalizuje provozní náklady.
Reference
- United States Environmental Protection Agency, What is the definition of VOC? Accessed September 27, 2019.
- United States Environmental Protection Agency, Volatile Organic Compounds Impact on Indoor Air Quality. Accessed September 27, 2019.
- Vivaldo G., Masi E., Taiti C., Caldarelli G., Mancuso S., The network of plants volatile organic compounds, Nature 2017, 11050.
- American Lung Association, Volatile Organic Compounds. Accessed September 27, 2019.
- Hong Kong Environmental Protection Department, VOCs and smog. Accessed September 27, 2019.
- Ismail O. M. S., Hameed R. S. A., Environmental effects of volatile organic compounds on ozone layer, Advances in Applied Science Research, 2013, 4(1):264-268.
- United States Environmental Protection Agency, Photochemical Assessment Monitoring Stations (PAMS). Accessed September 27, 2019.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.