Sampling of organic volatiles in the atmosphere at moderate and low pollution levels

Abstract

Several techntques are avatlable for measunng organic volattles m the atmosphere. For measurements at low and moderate pollUtlon levels (between several p.g m-3 and a fraction of a p.g m-3 ), the eXIstmg methods can be adopted to a broad range of different compounds. Whole-atr samphng m stamless-steel containers With metal bellows valves combmed With subsequent gas chromatograpluc separatIOn after preconcentratlon 10 the laboratory IS probably the best procedure for low and medium molecular Weight trace gases of moderate or low polanty and reasonable cherrncal stability (e.g., hydrocarbons and halocarbons). For orgamc compounds of lower volatility, adsorptlve samphng on non-polar porous orgaruc polymers (e.g, Tenax) and thermal desorptlon combmed WIth cryotrappmg and gas chromatograpluc separation of the sampled compounds IS Widely used However, there are often substantial problems due to artefact formatIOn or loss reactIOns Owmg to the generally larger sample volumes, these problems are even more pronounced for sorptlve samphng techntques combmed with sample recovery by solvent extraction. Unfortunately, the general understandmg of the vanous processes of sample degradatlon due to cherrncal reactlons of reactlve components of the atmosphere With each other or WIth the sorbent IS not yet suffiCient to allow reasonable estlmates of the extent of such mterferences Without elaborate test procedures. Keywords. Au, Samplmg procedures; Extractlon, Orgamc volatdesThe demand for accurate, reliable and sensitive techniques for the monitoring of organic trace constituents in the atmosphere has increased tremendously in the recent past. The reasons include not only a growing concern for the quality of the environment but also the realization that atmosphenc pollution is not only a local problem. At the same time, the number of different organic compounds which are emitted into the atmosphere has been rising steadily. Further, it has been recognized that several substances which had been considered harmless can pose serious hazards to the enVIronment. There is a broad range of techniques for the determination of organic compounds at trace levels wmch are sufficiently sensitive and selective. Chromatography (predominantly LC and GC) is the most widely used method and allows the identification and quantification of organic compounds in sub-nanogram amounts. With few exceptions, the analysis itself is carried out in the laboratory, which means that the sample has somehow to be transported to the laboratory. For many kinds of environmental measurements, representative and contamination-or lossfree sampling often requires substantial efforts and iD general air is one of the most difficult environmenal media for sampling. The problems are easy to understand but difficult to solve. Sample contamers for air are not only more complicated than those for solid or liquid material but also, owing to the low density of air, the volume which has to be collected for an analysis for trace components is generally larger than that for...

An analytical system for the measurement of stable hydrogen isotopes in ambient volatile organic compounds

“…In this configuration temperatures were set to 272 and 573 K for adsorption and desorption, respectively. The advantage of Tenax ® TA is the very low break through volume for water and especially for CO 2 (Helmig and Vierling, 1995) and therefore it has widely been used for sampling atmospheric VOCs (see for example Rudolph et al, 1990). This reduces significantly the amount of CO 2 in the pre-concentrated sample, thus preventing the CTS from freezing over which was frequently observed when VOCs where pre-concentrated on glass beads.…”

Métodos de amostragem e análise para compostos reduzidos de enxofre atmosférico

“…Segundo Rudolph et al, 19 uma importante característica da amostragem utilizando esses recipientes é a eficiência de coleta, que é normalmente de 100%. Entretanto, este método tem duas principais limitações: o volume da amostra é limitado a poucos litros, o que pode ser insuficiente para análise de compostos encontrados em baixas concentrações no ar e a integridade da amostra durante a estocagem é normalmente duvidosa devido à possibilidade de perda dos compostos amostrados por adsorção nas paredes do recipiente, reações químicas entre compostos existentes no ar amostrado ou instabilidade do composto de interesse.…”

“…No entanto, devem ser usadas com precaução devido à grande possibilidade de contaminação da amostra durante a coleta e a estocagem. 1,19 Algumas bolsas são permeáveis, como tem sido observado, 21 ocorrendo perdas significativas de amostra quando estocada por longos períodos, ou contaminação da amostra com compostos gasosos que fluem para dentro da bolsa. Estes recipientes contêm alguns resíduos oriundos do seu processamento, por exemplo, enxofre, N,N-dimetilacetamida e outros contaminantes, dependendo da marca e lote da bolsa.…”

“…A escolha de uma das técnicas está intimamente ligada ao conjunto adsorbato/ adsorvente utilizado, porém a dessorção térmica é geralmente preferida, pois evita uso de solventes, a diluição da amostra e permite que a amostra total coletada seja injetada em uma coluna cromatográfica, resultando em máxima sensibilidade; a desvantagem é que a amostra só pode ser analisada uma única vez. 2,19,20 Desde 1970, a técnica de pré-concentração de compostos volá-teis sobre sólidos adsorventes tem sido aplicada com algumas vantagens: simplicidade, baixo custo, seletividade (com o uso de adsorvente adequado, recheios mistos ou tubos em série), possibilidade de aplicação nos modos ativo e passivo, rapidez de análise com dessorção térmica e cromatografia gasosa. 2 O uso de polímeros porosos como adsorventes em dispositivos de amostragem tem sido mais difundido na pré-concentração de compostos voláteis de enxofre, 3 por alguns motivos: os compostos coletados podem ser dessorvidos mais facilmente em comparação, por exemplo, com o carvão, e a eficiência de coleta é menos influenciada pelo vapor d'água.…”

“…Uma outra solução é fracionar a amostra através do uso de vários tubos dispostos em série, imersos em diferentes fluidos refrigerantes com temperaturas sucessivamente mais baixas. 1,19 Hofmann et al 60 testaram, em laboratório e em campo, o secante Nafion em combinação com enchimento de algodão e verificaram que o conjunto era adequado para ser usado na amostragem criogênica dos CRE, pois impede que estes sejam destruídos na amostragem, com exceção do CH 3 SH, o qual é muito sensível à umidade. O mesmo conjunto foi utilizado por Persson e Leck 59 para impedir a ação de oxidantes/água na coleta simultânea de DMS, CS 2 e DMDS.…”