Cryogen-free analysis of VOCs in car exhaust

Aplikace | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
GC, Termální desorpce
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce
Thermo 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.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Cryogen-free analysis of VOCs in car exhaust
Cryogen-free analysis of VOCs in car exhaust
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Completely cryogen-free monitoring of ozone precursors, air toxics, and oxygenated volatile organic compounds in ambient air in a single run
Round-the-clock, online and cryogen-free monitoring of VOC hydrocarbons in ambient air using GC-MS
Markes Air Server-xr
Markes Air Server-xr
|Markes|Brožury a specifikace