An automated approach for the analysis of VOCs in drinking and surface water by using the TriPlus RSH SMART VOC Sample Prep Station

Význam tématu

Volatní organické sloučeniny (VOCs) představují v životním prostředí významné kontaminanty, které mohou negativně ovlivňovat kvalitu pitné i povrchové vody a zdraví člověka. Díky své vysoké těkavosti a nízké rozpustnosti ve vodě vyžadují VOCs citlivé a spolehlivé analytické postupy pro jejich detekci na stopových úrovních. Automatizovaná příprava vzorků zvyšuje stabilitu analytů, minimalizuje riziko kontaminace a lidských chyb a zároveň uvolňuje kapacity laboratoře pro další činnosti.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo ověřit využitelnost Thermo Scientific TriPlus RSH SMART VOC Sample Prep Station pro analýzu VOCs v pitné a povrchové vodě. Auto­matizovaný pracovní postup zahrnoval online přípravu kalibračních roztoků, přidání interních standardů a surrogátů těsně před headspace inkubací a následnou analýzu pomocí GC-MS. Posouzeny byly linearita, přesnost, mez detekce, opakovatelnost i dlouhodobá reprodukovatelnost metody.

Použitá metodika a instrumentace

• Autosampler: TriPlus RSH SMART VOC Sample Prep Station (automatické dávkování reagentů, dva nástavce – tekutinový a headspace)
• GC: Thermo Scientific TRACE 1610 se split/splitless injektorem v režimu HeSaver-H2Safer, kolona TraceGOLD TG-624 SilMS (20 m × 0,18 mm × 1 µm)
• MS: Thermo Scientific ISQ 7610, režim elektronové ionizace, akvizice SIM
• Software: Chromeleon 7.3 CDS s Environmental Analysis Extension Pack a eWorkflow™ pro EPA metody
• Headspace: 20 mL vialy, 10 mL vzorku, inkubace při 60 °C po 17 min, agitace 750 rpm

Hlavní výsledky a diskuse

• Automatické přidávání standardů těsně před inkubací zlepšilo stabilitu vzorků – průměrné RSD absolutních ploch se snížilo z 8,4 % na 3,2 %.
• Linearita pro 63 cílových látek: koeficient determinace R² > 0,99, RRF %RSD < 20 %, odchylky vypočtených koncentrací < ±20 %.
• Meze detekce (MDL) ≤ 0,17 ng/mL, přesnost (RSD) při MDL < 20 %.
• Šestiměsíční (šestidenní) inter-day hodnocení: tři série po 44 vzorcích, celkový RSD < 20 %, recovery 70–130 % (výjimka u 1,2-dibromo-3-chloropropanu 132 %).
• Analýza pitných a povrchových vod potvrdila compliance s limity EU Direktivy 2020/2184 a 2008/105/EC.

Přínosy a praktické využití metody

• Bezolovnatá a rychlá extrakce VOCs bez nutnosti rozsáhlé předúpravy.
• Automatizace až 150–210 vzorků bez dohledu zrychluje provoz a snižuje náklady.
• Integrovaný systém minimalizuje riziko kontaminace a expozice chemikáliím.
• Úplné řízení v Chromeleon CDS zajišťuje sledovatelnost a splnění regulovaných požadavků (FDA 21 CFR Part 11, EU Annex 11).

Budoucí trendy a možnosti využití

Automatizované preparativní stanice pro VOCs se budou dále rozvíjet v oblasti ambientní monitoringu a dálkového odběru vzorků. Integrace pokročilých datových nástrojů a umělé inteligence umožní prediktivní údržbu instrumentace, optimalizaci metod a rychlejší detekci přídatných nebo nežádoucích sloučenin. Rozšíření metodiky na semi-VOC, pesticidy či emergentní znečišťující látky představuje zajímavou příležitost pro laboratoře v průmyslu i veřejné správě.

Závěr

TriPlus RSH SMART VOC Sample Prep Station v kombinaci s TRACE 1610 GC-MS a Chromeleon CDS poskytuje robustní, vysoce reprodukovatelný a plně automatizovaný postup pro analýzu VOCs ve vodě. Metoda dosahuje nízkých MDL, vynikající linearity, přesnosti i dlouhodobé stability a plně vyhovuje legislativním požadavkům EU a EPA.

Reference

• Environmental Protection Agency (EPA), What are volatile organic compounds (VOCs).
• Directive (EU) 2020/2184 on the quality of water intended for human consumption.
• Directive 2008/105/EC on environmental quality standards in the field of water policy.
• Thermo Fisher Scientific Technical Note 001218: gas conservation with HeSaver-H2Safer.