I vantaggi e i limiti di ciascun approccio
I composti organici volatili (in fase vapore) air toxics o hazardous air pollutants (HAPS) sono monitorati in molti ambienti industriali e urbani come misura della qualità dell’aria.
Essi variano nella volatilità dal cloruro di metile all’esaclorobutadiene fino ai triclorobenzeni e includono alcuni composti polari e non polari.
Per il monitoraggio della qualità dell’aria sono stati sviluppati diversi metodi standard sia nazionali che internazionali, di cui citiamo alcuni esempi:
- Metodo US EPA TO-17: determinazione dei composti organici volatili nell’aria ambiente mediante campionamento attivo su tubi assorbenti
- Metodo US EPA TO-15 (e il suo predecessore TO-14): determinazione dei composti organici volatili nell’aria raccolta in canister SUMMA e analisi GC-MS
- ASTM D-6196-03: pratica standard per la selezione di assorbenti, campionamento e procedure di analisi del desorbimento termico per composti organici volatili nell’aria
- ASTM D-5466: metodo di prova standard per la determinazione di sostanze chimiche organiche volatili in atmosfera (metodo di campionamento in canister)
- ISO EN 16017: qualità dell’aria – campionamento e analisi dei composti organici volatili nell’aria ambiente, nell’aria interna e nell’aria dell’ambiente di lavoro mediante tubo assorbente/desorbimento termico/gascromatografia capillare.
Parte 1: campionamento pompato; Parte 2: campionamento diffusivo - ISO EN 16000-6: determinazione dei COV nell’aria interna e in camera mediante campionamento attivo su Tenax TA, desorbimento termico e gascromatografia MS/FID.
Compatibilità con gli analiti
I canister sono particolarmente utili per composti molto volatili e non polari,alcuni esempi chiave sono gli idrocarburi C2 e alcuni dei freon più volatili, come CF4 e C2F6. Questi composti sono di fondamentale interesse nella ricerca ambientale, ad esempio la mappatura dell’inquinamento globale, ma sono troppo volatili per essere trattenuti quantitativamente dai tubi assorbenti a temperatura ambiente. Tali composti sono molto stabili nei canister e non sono soggetti né all’adsorbimento sulle superfici interne né alla partizione con il film d’acqua sulla sua superficie interna del canister.
I tubi assorbenti sono più adatti per analiti meno volatili (polari o non polari) che tendono a condensare sulle pareti interne dei canister o a essere soggetti a partizione.
Le applicazioni che non funzionerebbero bene con i canister e che sono più adatte ai tubi assorbenti, includono i gas combustibili (ad es. per le indagini sui gas nel suolo), la maggior parte degli studi sulle emissioni dei materiali e la profilazione di odori/fragranze.
| I tubi assorbenti sono | I canister |
Ben supportati dai metodi standard internazionali per il monitoraggio di:
(ISO 16017, ASTM D6196, EN ISO 16000, ecc.). |
Ben convalidato per il campionamento di:
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| Piccoli e discreti da indossare o da posizionare nell’ambiente di lavoro per monitorare l’esposizione personale. | |
| Adatti per ritenzione quantitativa e al recupero di composti con volatilità da C3 a n-C30 e oltre.
Idonei al campionamenti di analiti in un’ampia gamma di polarità (inclusi alcoli, esteri, chetoni, alocarburi, aldeidi e aromatici) e intervallo di concentrazione (da ppt a livelli percentuali). Anche i livelli di milligrammi di analita possono essere rimossi completamente da un tubo in un unico ciclo analitico. |
Ideali per composti ultraleggeri come idrocarburi C2 e freon, troppo volatili per essere trattenuti quantitativamente dai tubi assorbenti a temperatura ambiente. |
| Facili da pulire: il processo analitico pulisce automaticamente i tubi, senza bisogno di condizionamento aggiuntivo. | |
| Relativamente basso costo per l’acquisto, il trasporto e lo stoccaggio. Riutilizzabile quasi all’infinito (in base all’applicazione). | |
| Adatti per il campionamento seguito da trasferimento rapido (non allo stoccaggio) di composti reattivi ultra volatili come H2S. | |
| Adatti sia per un campionamento diffusivo che con ausilio di pompe di campionamento. | Ideali per il semplice prelievo di campioni. |
| Non soggetti a fenomeni di partizione o di recuperi non soddisfacenti in processi di analisi di composti polari in aria umida. | Non soggetti ad artefatti se puliti in modo rigoroso |
| Ripetibili (i sistemi Markes offrono in fase di desorbimento la possibilità di una ri-raccolta quantitativa del campione per la ripetizione dell’analisi o la conservazione di una porzione di campione). | Ripetibili (i sistemi Markes offrono in fase di desorbimento la possibilità di una ri-raccolta quantitativa del campione per la ripetizione dell’analisi o la conservazione di una porzione di campione). |
| Compatibili con campioni di grandi volumi (>100 L in alcuni casi). In combinazione con il trasferimento del 100% al GC tramite TD, offre una sensibilità ottimale. | |
| Rappresentano il modo più semplice per raccogliere campioni con media ponderata nel tempo (TWA), come richiesto da molte normative sull’aria pulita e sull’igiene industriale. | |
| Ben convalidato per quanto riguarda la stabilità allo stoccaggio (fino a 30 giorni per tubi assorbenti a letto singolo; 1–2 anni per composti stabili su tubi assorbenti a letto singolo). | Ben convalidati per la conservazione a lungo termine di composti molto leggeri. |