Reducing the helium consumption for analysis of VOCs in accordance with EPA Method 8260D without compromising performance using HeSaver-H2 Safer technology

Význam tématu

Volatilní organické sloučeniny (VOC) patří mezi klíčové environmentální kontaminanty, které vyžadují přesnou a spolehlivou analýzu. Metoda EPA 8260D, založená na technice Purge & Trap a GC–MS, je globálně uznávaným standardem pro stanovení VOC ve vodě, půdě a odpadních materiálech. Vzhledem k současným výkyvům cen a dostupnosti helia je důležité zavést řešení, která sníží spotřebu tohoto nosného plynu bez kompromisů ve výkonu.

Cíle a přehled studie

Studie popisuje využití technologie HeSaver-H2Safer v kombinaci s přístroji Thermo Scientific TRACE 1610 GC, ISQ 7610 MS a Teledyne Tekmar Atomx XYZ P&T pro analýzu VOC podle EPA 8260D. Cílem bylo výrazně omezit spotřebu helia při zachování lineárního rozsahu, citlivosti, přesnosti, opakovatelnosti a robustnosti metody pro vodní i půdní matrice.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific TRACE 1610 GC s injektorem iConnect SSL upraveným pro režim HeSaver-H2Safer
• Thermo Scientific ISQ 7610 single quadrupole mass spectrometer
• Teledyne Tekmar Atomx XYZ systém pro vzorkování technikou Purge & Trap
• Chromatografická kolona TraceGOLD TG-VMS (20 m × 0,18 mm, 1 µm)

Použitá metodika

Vzorky byly připraveny a analýza probíhala ve dvou krocích: purge inertním plynem (dusík) za účelem extrakce VOC do adsorbentu, následná desorpce ohřevem a převedení na analytickou kolonu pomocí omezeného průtoku helia. Technologie HeSaver-H2Safer odděluje plyn pro tlakování od nosného plynu, což umožňuje významnou úsporu helia pouze v době separace.

Hlavní výsledky a diskuse

• Lineární rozsah kalibrace 0,5–200 µg/L ve vodě a 1–200 µg/kg v půdě s koeficienty korelace ≥0,99 a RSD <20 % pro všechny stanovené sloučeniny.
• Detekční limity metody (MDL) ≤0,14 µg/L ve vodě a ≤0,42 µg/kg v půdě.
• Robustnost prokázána 240 po sobě jdoucími injekcemi během tří dnů, kde QC vzorky (20 µg/L) vykázaly RSD <30 % a přesnost v rozmezí 70–117 %.
• Chromatografická výkonnost (retence, rozlišení, citlivost) zůstala nezměněná pro vodní i půdní matrice.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace HeSaver-H2Safer technologie umožňuje snížit nosný proud helia z 0,8 mL/min na 0,3 mL/min, čímž se životnost lahve helia prodlouží až čtyřikrát. Omezená expozice helia v injektoru zároveň snižuje riziko kontaminace a prodlužuje intervaly údržby.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další optimalizace spotřeby plynů a případné zavedení alternativních nosných plynů (např. vodík).
• Automatizace a vzdálený monitoring spotřeby pomocí digitálních nástrojů a cloudových platforem.
• Rozšíření HeSaver-H2Safer konceptu na další GC–MS aplikace vyžadující inertní nosné plyny.

Závěr

Technologie HeSaver-H2Safer v kombinaci s TRACE 1610 GC–ISQ 7610 MS a Atomx XYZ P&T splňuje všechny požadavky EPA 8260D bez nutnosti přeoptimalizace metodiky. Výrazně snižuje spotřebu helia, zvyšuje efektivitu provozu laboratoře a zachovává vysokou analytickou kvalitu výsledků.

Reference

• US EPA. What are volatile organic compounds (VOCs)?
• US EPA. Method 8260D: Volatile Organic Compounds by GC/MS.
• Thermo Fisher Scientific. Technical Note: Addressing gas conservation challenges with HeSaver-H2Safer technology.
• Thermo Fisher Scientific. Application Note: Analysis of VOCs according to EPA 8260D.
• Thermo Fisher Scientific. Helium Saver Calculator tool.