Alternative Methods to RSK 175 Using Purge and Trap Concentration and Automated Headspace for the Analysis of Dissolved Gases in Drinking Water

Aplikace | 2012 | Teledyne LABSInstrumentace
GC, HeadSpace, Purge and Trap
Zaměření
Životní prostředí
Výrobce
Teledyne LABS

Význam tématu


Hydraulické frackingové postupy vedou k uvolňování metanu a dalších nízkomolekulárních uhlovodíků do podzemních vod, což zvyšuje riziko kontaminace pitné vody. Rychlá a přesná analýza těchto plynů je klíčová pro environmentální monitoring a ochranu veřejného zdraví.

Cíle a přehled studie / článku


Studie hodnotí alternativní metody k metodě USEPA RSK 175 pro stanovení rozpuštěných plynů (methanu, ethanu, ethenu a propanu) ve vodě. Porovnává dva přístupy: koncentrační purge-and-trap (P&T) a automatizovanou headspace (HS) techniku, oba spojené s GC/FID detekcí.

Použitá instrumentace


  • Stratum Purge and Trap Concentrator (PTC) s proprietárním sorpčním trapem P/N 15-0885-403
  • AQUATek 100 Autosampler pro automatizovanou přípravu vzorků P&T
  • HT3 a Versa headspace analyzátory s loop sampling technikou
  • GC/FID systém s column Restek Rt-U-BOND 15 m × 0,53 mm × 20 µm
  • Recirkulační chiller bath udržující teplotu vzorků pod 10 °C

Použitá metodika


Pro metodiku purge-and-trap se využívalo 5 mL vzorku za purge času 1,5 min a teploty 20 °C, následuje termo-desorpce na trapu a přenos do GC. Headspace analýza probíhala na 10 mL vzorcích při 64 °C po 30 min equilibration, následná injekce smyčkou. Kalibrace byla prováděna v matrici vody připravené nasycením plynu ve vodním zásobníku při 0 °C. Rozsah kalibrace pro CH₄ byl 7,92 ppb–19,8 ppm (P&T) a 20 ppb–24 ppm (HS).

Hlavní výsledky a diskuse


Purge-and-trap:
  • Linearity (r²) pro CH₄–C₃H₈ v rozmezí 0,9995–1,0000
  • Metoda detekční limity (MDL): 0,4 ppb (CH₄), 31 ppb (C₂H₄), 21 ppb (C₂H₆), 18 ppb (C₃H₈)
  • Carryover < 0,04 % pro všechny analyty
Headspace (HT3 vs. Versa):
  • r² v rozmezí 0,9958–0,9992
  • %RSD obvykle pod 12 %
  • MDL 2–7 ppb (v závislosti na analytech a přístroji)
Chromatogramy ukazují srovnatelnou citlivost a rozlišení mezi oběma HS systémy.

Přínosy a praktické využití metody


Automatizace P&T i HS výrazně snižuje pracovní čas a riziko lidské chyby. Metody využívají běžné laboratorní přístroje a splňují validační požadavky stávajících norem RSK 175 a BOL6019, což usnadňuje jejich zavedení v enviromentálních laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití


Očekává se rozšířená aplikace pro on-line monitoring kvality vody v blízkosti frackingových lokalit, integrace se senzory pro nepřetržité měření a možnost rozšíření analýzy o další těkavé organické sloučeniny. Vývoj bude směřovat k miniaturizaci a mobilním jednotkám pro terénní měření.

Závěr


Obě metody – purge-and-trap a automatizovaná headspace – prokázaly vysokou linearitu, nízké MDL a minimální carryover. Díky plné automatizaci poskytují spolehlivé a efektivní řešení pro rutinní stanovení rozpuštěných plynů v pitné vodě.

Reference


  1. Don H. Kampbell, Steve A. Vandegrift: Analysis of Dissolved Methane, Ethane, and Ethylene in Ground Water by a Standard Gas Chromatographic Technique. Journal of Chromatographic Science, 1998.
  2. PA Dept. of Environmental Protection: C1 to C3 Dissolved Gases via Headspace and GC/FID, Revision 5, 2011.
  3. Energy Information Administration: Annual Energy Outlook 2009.
  4. Tip of the Mitt Watershed Council: Natural Gas Drilling and Water.
  5. Ohio Department of Natural Resources: The Facts about Hydraulic Fracturing.
  6. United States Environmental Protection Agency: Hydraulic Fracturing.
  7. Energy Information Administration: Review of Emerging Resources: U.S. Shale Gas and Shale Oil Plays.

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

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Alternative Methods to RSK 175 Using Purge and Trap Concentration and Automated Headspace for the Analysis of Dissolved Gases in Drinking Water
An Alternative Method to RSK 175 using a Purge and Trap Concentrator and GC/FID
Two Headspace Solutions for the Analysis of Dissolved Gases in Water by Method RSKSOP-175
Comparison of Mold Odor Analysis in Water by Purge and Trap (PTC) and Solid-Phase Microextraction (SPME)