Analysis of Volatile Organic Compounds in Water Using Static Headspace-GC/MS

Aplikace | 2008 | Agilent TechnologiesInstrumentace
GC/MSD, HeadSpace, GC/SQ
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


Analýza těkavých organických sloučenin (VOC) ve vodě je klíčová pro ochranu zdraví a životního prostředí a pro splnění přísných regulačních limitů. Statická hlava vzorku (SHS) spojená s GC/MS nabízí robustní a snadno ovladatelnou alternativu k tradičnímu „purge and trap“ (P&T), pokud je využita moderní instrumentace s vysokou citlivostí.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem aplikace bylo optimalizovat SHS-GC/MS postup pro stanovení 60 cílových VOC ve vodě na úrovních nízkých ppt, dosáhnout citlivosti srovnatelné s P&T, a přitom využít výhod vysoké robustnosti a minimalizace carry-over. Studie zahrnovala vývoj a validaci metody podle EPA 524.2 a typických evropských norem.

Použitá metodika a instrumentace


Metodika:
  • Příprava vzorku: 10 mL vody + 7 g Na₂SO₄ ve 20 mL vialce, přídavek 10 µL interních standardů (1,2-dichloroethan-d₄, toluen-d₈, chlorbenzen-d₅, 800 ng/L)
  • SHS podmínky: inkubace 10 min při 70 °C, přetlaku 20 kPa, shake režim, objem smyčky 1 mL, split 1:10
  • Chromatografie: Agilent 7890A GC, kolona DB-624 (20 m × 0,18 mm × 1 µm), He 95 kPa, program od 40 °C do 250 °C (celkem 25 min)
  • Detekce: Agilent 5975C MSD s triple-axis detektorem (TAD, upgrade kit G3392A), režim současného scan/SIM, trace ion detection (TID) ON

Hlavní výsledky a diskuse


  • Optimalizace teploty a času inkubace ukázala, že nejlepší citlivost se dosahuje při 70 °C a 10 min, kdy jsou výškově i šířkově vhodně tvarované chromatografické píky i pro velmi těkavé sloučeniny.
  • Přídavek soli (nasycený Na₂SO₄) zvýšil odezvu průměrně 2,2×, u některých analyzovaných sloučenin až 4× díky tzv. “salting-out” efektu.
  • Vialový přetlak 20 kPa zajistil dostatečné plnění smyčky bez nadměrného ředění; vyšší tlaky snižovaly citlivost.
  • Linearity r² > 0,99 pro většinu sloučenin, průměrné RSD kalibračních RF 13,6 %. Opakovatelnost (n = 6) na 150 ppt úrovni RSD = 5,4 %.
  • Detekční limity (LOD) typicky ≤ 20 ppt, pro aromáty ≤ 10 ppt, nejslabší sloučenina 1,2-dichloroethan měla LOD 136 ppt; o řád až dva lepší než požaduje legislativa (0,5–10 ppb).
  • Současný režim scan/SIM umožnil potvrzení identity z nontarget scan dat při koncentracích ≥ 1 ppb a pět a více měřených bodů na píku i v SIM režimu.
  • Analýza reálných vzorků: vodovodní voda obsahovala chlorované a bromované vedlejší produkty dezinfekce; říční vzorek vykázal nízké stopy aromátů (xyleny, trimethylbenzeny, cumen).

Přínosy a praktické využití metody


Metoda kombinuje jednoduchost a spolehlivost SHS s citlivostí srovnatelnou s P&T. Díky menší údržbě, eliminaci složitých pupežních kroků a minimalizaci cross-contamination je vhodná pro rutinní monitorování pitné i povrchové vody v laboratořích QA/QC i výzkumu.

Budoucí trendy a možnosti využití


Další směřování zahrnuje zvýšení automatizace a throughputu SHS autosamplerů, rozšíření na matrice s vysokým obsahem organiky, integraci s dalšími detektory (FTIR, QTOF), zkoumání mikрохeadspace přístrojů a miniaturizovaných GC systémů pro terénní analýzy.

Závěr


Optimalizovaný SHS-GC/MS postup s využitím triple-axis detektoru a TID režimu dosahuje detekčních limitů 0,01–0,02 µg/L pro většinu VOC, splňuje nebo překračuje legislativní požadavky EU i EPA a nabízí vysokou robustnost a jednoduchou obsluhu.

Reference


  • Jacq K., David F., Sandra P. Application Note: Analysis of Volatile Organic Compounds in Water Using Static Headspace-GC/MS. Agilent Technologies, 2008.
  • US EPA Method 524.2. Measurement of Purgeable Organic Compounds in Water by Capillary Column Gas Chromatography/Mass Spectrometry.
  • European Council Directive 98/83/EC on the quality of water intended for human consumption.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Determination of BTEX and volatile organic compounds (VOCs) in drinking water by GC-MS/MS coupled to static headspace and solid-phase microextraction sampling
Determination of BTEX and volatile organic compounds (VOCs) in drinking water by GC-MS/MS coupled to static headspace and solid-phase microextraction sampling
An automated approach for the analysis of VOCs in drinking and surface water by using the TriPlus RSH SMART VOC Sample Prep Station
Volatile Organic Compounds Analysis in Drinking Water with Headspace GC/MSD Using Hydrogen Carrier Gas and HydroInert Source