Methodology for testing concentrations of volatile organic compounds using the TD-GC-MS technique

• Autorzy: Skowroński J. , Gos A. , Grądkowski M.

Warianty tytułu

PL

Metodyka badania stężenia lotnych związków organicznych z zastosowaniem techniki TD-GC-MS

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An adult spends approximately 80% of the time indoors. Building materials and the furnishings that are in the room emit volatile organic compounds (VOC – Volatile Organic Compounds). Many of the emitted VOC might adversely affect the human body, especially when their concentration in the air exceeds certain critical thresholds. For this reason, it is desirable and often necessary to monitor their concentrations in the air. For many VOC, the highest permitted air concentrations are set at extremely low levels. Therefore, their detection and quantitative determination requires the use of sophisticated analytical tools. Qualitative and quantitative methodology was developed for measuring VOC concentrations in the air at very low levels, which is necessary for the quality control of the equipment used in VOC testing from any source. For this purpose, gas chromatography (GC) in conjunction with mass spectrometer (MS) was used, supported by thermal desorption (TD). Using this methodology, the volume of emissions was studied for several different VOC derived from common materials in enclosed work areas. The key aspects of the applied methodology are discussed, from the preparation stage of the apparatus through the collection and preparation of the sample for analysis, ending with the appropriate analysis with the TD-GC-MS technique and the interpretation of the result analysis. This methodology is used for testing for the presence of VOC in the membrane station and for verifying the purity of the test chambers for VOC emission form various materials.

PL

Dorosły człowiek spędza ok. 80% czasu w pomieszczeniach zamkniętych. Zarówno materiały budowlane, jak i sprzęty znajdujące się w pomieszczeniu, emitują lotne związki organiczne (VOC – Volatile Organic Compounds). Wiele z emitowanych VOC może negatywnie oddziaływać na organizm ludzki, szczególnie gdy ich stężenie w powietrzu przekroczy pewne krytyczne progi. Z tego powodu zasadne, a często nawet konieczne, jest monitorowanie ich stężenia w powietrzu. Dla wielu VOC najniższe dopuszczalne stężenia w powietrzu są ustalone na skrajnie niskim poziomie. Dlatego też wykrywanie ich i ilościowe oznaczanie wymaga zastosowania wyrafinowanych technik analitycznych. Opracowano metodykę jakościowego i ilościowego oznaczania VOC w powietrzu na bardzo niskich poziomach stężeń, niezbędnych do kontroli jakości pracy urządzeń do badania emisji VOC z dowolnego źródła. Do tego celu zastosowano chromatografię gazową (GC) w sprzężeniu ze spektrometrem mas (MS), wspomaganą termiczną desorpcją (TD). Przy zastosowaniu opracowanej metodyki zbadano wielkość emisji do otoczenia kilkudziesięciu różnych VOC, pochodzących z materiałów powszechnie występujących w zamkniętych pomieszczeniach pracy. Omówiono kluczowe aspekty realizowanej metodyki, od etapu przygotowania aparatury, poprzez pobieranie i przygotowanie próbki do analizy, właściwą analizę techniką TD-GC-MS, do interpretacji wyników analizy. Opracowana metodyka stosowana jest do badania obecności VOC na stanowisku membranowym oraz do weryfikacji czystości komór, służących do badania emisji VOC z różnych materiałów użytkowych.

Słowa kluczowe

EN

volatile organic compounds; thermal desorption; GC-MS

PL

lotne związki organiczne; LZO; desorpcja termiczna; GC-MS

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2015
• Tom: no. 2
• Strony: 91--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Skowroński J.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom

autor

Gos A.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom

autor

Grądkowski M.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom

Bibliografia

• 1. Ahn Ji-W., Pandey S.K., Kim Ki-H.: Comparison of GC-MS calibrarion properties of volatile organic compounds and relative quantification without calibration standards. Journal of Chromatographic Science, 2011, Vol. 49, 19–28.
• 2. World Health Organization (WHO): Indoor air quality: organic pollutants. Euro Reports and Studies, 1989, Copenhagen, Denmark.
• 3. Yu C., Crump D.: A review of the emission of VOCs from polymeric materials used in buildings. Building and Environment, Vol. 33, 357–374.
• 4. Fedele R., Galbally I.E., Porter N., Weeks I.A.: Biogenic VOC emissions from fresh leaf mulch and wood chips of Grevillea robusta (Australian silky oak). Atmospheric Environment, Vol. 41, 36-87-8746.
• 5. Su Y.C., Chang C.C., Wang J.L.: Construction of an automated gas chromatography/mass spectrometry system for the analysis of ambient volatile organic compounds with on-line internal standard calibration. Journal of Chromatography A, 2008, Vol 1201, 134–140.
• 6. Leff J.W., Fierer N.: Volatile organic compound (VOC) emissions from soil and litter samples. Soil Biology & Biochemistry, 2008, Vol. 40, 1629–1636.
• 7. Kagi N., Fujii S., Tamura H., Namiki N.: Secondary VOC emissions from flooring material surfaces exposed to ozone or UV irradiation. Building and Environment, 2009, Vol. 44, 1199–1205.
• 8. Liu P.W.G., Yao Y.C., Tasi J.H., Hsu Y.C., Chang L.P, Chang K.H.: Source impacts by volatile organic compounds in an industrial city of southern Taiwan. Science of the Total Environment, 2008, Vol. 398, 154–163.
• 9. Hosi J.Y., Amano S., Sasaki Y., Korenaga T.: Investigation and estimation of emission sources of 54 volatile organic compounds in ambient air in Tokyo. Atmospheric Environment, 2008, Vol. 42, 2383–2393.
• 10. Brancaleoni E., Scovaventi M., Frattoni M., Mabilia R., Ciccioli P.: Novel family of multi-layer cardridges filled with a new carbon adsorbent for the quantitative determination of volatile organic compounds in the atmosphere. Journal of Chromatography A, 1999, Vol. 845, 317–328.
• 11. Atkinson R.: Atmospheric chemistry of VOCs and NOx. Atmospheric Environment, 2000, Vol. 34, 2063–2101.
• 12. Dewulf J., VanLangenhove H., Wittmann G.: Analysis of volatile organic compounds using gas chromatography. Trends in Analytical Chemistry, 2002, Vol. 21, 637–646.