• Kỹ thuật phân tích của hệ thống Giải hấp nhiệt được sử dụng để phân tích VOC trong không khí hoặc vật liệu rắn. Quy trình này hoạt động bằng cách làm nóng vật liệu hấp thụ thu thập VOC và sau đó giải phóng chúng khi được làm nóng để phân tích. Nó được sử dụng cho nhiều ứng dụng bao gồm không khí, đồ chơi, vật liệu xây dựng, cabin ô tô và thực phẩm.
• Tương thích với hầu hết các máy sắc ký khí GC-MS của các hãng: Agilent, PerkinElmer, Shimadzu, v.v.
• Phân tích hoàn toàn tự động lên đến 72 ống
• Ứng dụng cho BTEX, TO 14~16, PAMS, v.v
• Màn hình giám sát LCD
• Chức năng làm khô và làm sạch (loại bỏ độ ẩm)
• Kiểu làm mát: Peltier
• Nhiệt độ làm mát: -25℃
• Nhiệt độ giải hấp: 400℃
• Bẫy tập trung: Đơn - giường (Tenax-TA)

• Ống thủy tinh Kích thước 6mm (O.D), 2 mm (I.D), 110mm (L).
• Chất hấp thụ có thể thay đổi tùy thuộc vào mẫu mục tiêu

• Ống hấp thụ: Thép không gỉ

• Kích thước 1/4“ (O.D), 3.5“ (L)

• Nguồn: 110~230VAC, 50/60Hz

Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị dụng cụ phòng thử nghiệm thông thường và các thiết bị, dụng cụ sau

6.1  Ống hấp phụ, làm bằng thép không gỉ hoặc thủy tinh, có chứa ít nhất 200 mg chất hấp phụ Tenax TA® (5.3), có nắp vặn bằng kim loại và đai sắt polytetrafluoeten (PTFE).

Ống có đường kính ngoài 6,4 mm (0,25 in.), đường kính trong 5 mm, và chiều dài 89 mm (3,5 in.) đáp ứng các yêu cầu và được dùng trong nhiều bộ giải hấp nhiệt thương mại. Sử dụng bông thủy tinh đã khử hoạt tính hoặc các cơ chế phù hợp khác, ví dụ frit thép không gỉ để giữ lại chất hấp phụ trong ống.

CHÚ THÍCH 1 Giá trị inch được đưa ra chỉ dùng để tham khảo.

Ống hấp phụ đã làm sạch trước chứa Tenax TA® có bán sẵn. Cách khác, ống hấp phụ có thể được nhồi đầy trong phòng thử nghiệm như sau.

Cân một lượng thích hợp chất hấp phụ, sử dụng không ít hơn 200 mg chất hấp phụ cho từng ống để duy trì khả năng hấp thụ. Để nhồi ống, cho một nút bằng bông thủy tinh đã khử hoạt tính hoặc một lưới bằng thép không gỉ vào một đầu của ống. Cho chất hấp phụ vào ống, hút nếu cần. Đặt một nút hoặc một lưới bổ sung trên lớp hấp phụ ở đầu còn lại để giữ các chất trong ống.

CHÚ THÍCH 2 Xác định thể tích đi qua được quy định ở ISO 16017-1:2000, Phụ lục B. Thể tích đi qua tỉ lệ với kích thước của ống lấy mẫu và chất lượng của chất hấp phụ. Như một biện pháp tương đối, gấp đôi chiều dài lớp trong khi đường kính ống được giữ không đổi sẽ gấp đôi thể tích lấy mẫu an toàn (SSV).

6.2  Bộ ống hấp phụ. Để lấy mẫu, hai ống hấp phụ nối với nhau khi sử dụng nắp vặn kim loại có khớp nối bằng sắt PTFE.

6.3  Xy ranh chính xác, có thể đọc đến 0,1 µL.

6.4  Bơm lấy mẫu, đáp ứng các yêu cầu của EN 1232[11] hoặc ASTM D3686 [10]

6.5  Ống, bằng polyetylen (PE) hoặc PTFE, đường kính phù hợp được dùng để đảm bảo không rò rỉ và khít với cả bơm và ống lấy mẫu.

Ống lấy mẫu không được dùng với ống nhựa phía trước của lớp hấp phụ. Cản trở từ ống có thể đưa chất nhiễm bẩn.

6.6  Thiết bị hiệu chuẩn dòng. Thiết bị bong bóng xà phòng hoặc thiết bị phù hợp khác để hiệu chuẩn dòng khí.

6.7  Bộ sắc ký khí (GC), lắp vừa với detector ion hóa ngọn lửa và/hoặc detector khối phổ có thể phát hiện một lượng bơm ít nhất 1 ng toluen với tỉ số tín hiệu trên nhiễu ít nhất bằng 5 trên 1.

6.8  Cột mao quản. Một cột mao quản GC phù hợp được lựa chọn để tách chất phân tích trong mẫu. Cột liên kết 100 % dimetylpolysiloxan 30 m đến 60 m, đường kính trong 0,25 mm đến 0,32 mm và độ dày pha 0,25 µm đến 0,5 µm là một ví dụ về cột đã được chứng minh phù hợp để phân tích VOC trong không khí trong nhà, không khí trong buồng thử phát thải (theo ISO 16000-9), và không khí trong ngăn thử phát thải (theo ISO 16000-10).

CHÚ THÍCH Cột dimetylpolysiloxan, ví dụ cột HP-12), không tách 3-caren từ 2-etyl-1-hexanol với chương trình lò nào đó, hoặc không tách m- và p-xylen.

6.9  Thiết bị giải hấp nhiệt, để giải hấp nhiệt hai giai đoạn của ống hấp phụ và chuyển hơi đã giải hấp theo dòng khí mang vào GC.

6.10  Phương tiện bơm để chuẩn bị các dung dịch chuẩn bằng cách thêm chuẩn lỏng (tùy chọn). Bộ bơm sắc ký khí theo quy ước hoặc thiết bị tương đương có thể được dùng để chuẩn bị các chuẩn hiệu chuẩn. Thiết bị này có thể được dùng tại chỗ, hoặc có thể được gắn tách biệt. Bộ bơm cần phải không làm gia nhiệt để giảm rủi ro của sự truyền nhiệt sang ống và những rủi ro của chất phân tích đi qua. Phía sau của bộ bơm cần phải làm phù hợp nếu cần để khít với ống lấy mẫu. Điều này có thể thực hiện thuận tiện bằng cách nén khớp nối với một đai chữ O.

CHÚ THÍCH Khi chuẩn bị ống chuẩn chứa chất phân tích SVOC, việc chuyển hiệu quả được cải thiện nếu cấu hình của bộ bơm cho phép đầu chóp của xy ranh tạo tiếp xúc tốt với cơ chế giữ lại chất hấp phụ (ví dụ lưới hoặc thủy tinh frit) trong ống.

6.11  Hiệu chuẩn bơm. Hiệu chuẩn bơm với ống hấp phụ lắp trong hệ thống, sử dụng đồng hồ đã hiệu chuẩn bên ngoài phù hợp.

7  Ổn định và bảo quản ống hấp phụ

7.1  Ổn định

Trước mỗi lần lấy mẫu, ổn định cho ống hấp phụ đã làm sạch trước ở 300 °C trong 10 min trong khí mang trơ với lưu lượng dòng 50 mL/min đến 100 mL/min, để loại bỏ vết chất bay hơi hữu cơ có thể bị bẫy trên ống. Phân tích một số đại diện các ống đã được chuẩn bị cho giá trị trắng, sử dụng thông số phân tích thường nhật để đảm bảo rằng giá trị mẫu trắng giải hấp nhiệt là đủ nhỏ. Mức giá trị trắng ống hấp phụ có thể được chấp nhận nếu pic tạo ra không lớn hơn 10 % diện tích pic điển hình của chất phân tích quan tâm. Nếu giá trị trắng không được chấp nhận, phải chuẩn bị lại ống bằng cách lặp lại quy trình ổn định. Nếu sau khi ổn định lại, giá trị trắng vẫn không được chấp nhận, các ống phải được nạp đầy lại (xem quy trình tại 6.1).

7.2  Bảo quản các ống hấp phụ đã ổn định trước khi lấy mẫu

Đậy kín các ống hấp phụ đã ổn định bằng nắp vặn kim loại với đai sắt PTFE và bảo quản trong một thùng chứa không có sự phát khí thải tại nhiệt độ phòng. Sử dụng ống lấy mẫu đã ổn định trong vòng bốn tuần, ổn định lại các ống được bảo quản nhiều hơn bốn tuần trước khi lấy mẫu.

8  Lấy mẫu

8.1  Lấy mẫu không khí trong nhà

Lắp hệ thống lấy mẫu. Nếu có nhiều ống được dùng để đảm bảo rằng thể tích đi qua đối với một ống và chất phân tích quan tâm không bị vượt quá, chuẩn bị một bộ ống bằng cách nối các ống thành dãy với bộ ống hấp phụ (6.2). Nối bơm với ống hấp phụ hoặc liên kết ống bằng ống PE hoặc PTFE. Khởi động bơm và ghi lưu lượng lấy mẫu hoặc đọc trên máy ghi, ghi lại thời gian khởi động, nhiệt độ và nếu cần, cả áp suất không khí cho tính toán. Lưu lượng dòng thích hợp là trong khoảng từ 50 mL/min đến 200 mL/min. Khi kết thúc giai đoạn lấy mẫu, ghi lại lưu lượng dòng hoặc đọc trên máy ghi, tắt bơm và ghi lại thời gian, nhiệt độ, và nếu cần, cả áp suất không khí. Tháo ống lấy mẫu ra khỏi hệ thống lấy mẫu và đậy kín cả hai đầu ống sử dụng nắp vặn có đai PTFE.

Nếu lưu lượng lấy mẫu được xác định bằng cách sử dụng một thiết bị đo lưu lượng được tích hợp, ví dụ đồng hồ đo dòng khối lượng, nối ống lấy mẫu với hệ thống lấy mẫu, khởi động bơm, ghi lại thời gian và lưu lượng hoặc số đọc đăng ký. Ghi lại nhiệt độ và nếu cần, cả áp suất không khí. Lưu lượng dòng thích hợp là trong khoảng từ 50 mL/min đến 200 mL/min. Kết thúc giai đoạn lấy mẫu, ghi lại lưu lượng dòng hoặc số đọc, tắt bơm và ghi lại thời gian bơm đã được tắt. Tháo ống lấy mẫu khỏi hệ thống lấy mẫu và đậy kín cả hai đầu ống sử dụng nắp vặn có đai PTFE.

Lấy mẫu không khí trong nhà phải được thực hiện có tính đến các khía cạnh chung của chiến lược lấy mẫu như được quy định tại TCVN 10736-1 (ISO 16000-1).

Có thể lấy mẫu với lưu lượng nhỏ hơn 50 mL/min nếu người vận hành thấy cần thiết, ví dụ để đảm bảo thời gian lấy mẫu dài hơn.

8.2  Lấy mẫu không khí buồng thử

Lắp đặt hệ thống lấy mẫu. Nếu lưu lượng lấy mẫu được xác định bằng máy hiệu chuẩn, khởi động bơm, ghi lại lưu lượng lấy mẫu. Lưu lượng lấy mẫu phù hợp trong khoảng từ 50 mL/min đến 200 mL/min. Nếu lấy mẫu từ một buồng phát thải, lưu lượng lấy mẫu không được vượt quá 80 % lưu lượng không khí của buồng đó. Nối ống lấy mẫu với lối ra buồng thử hoặc cổng lấy mẫu của buồng thử phát thải, ghi lại thời gian ống được nối. Ghi lại nhiệt độ và nếu cần, cả áp suất không khí. Khi kết thúc giai đoạn lấy mẫu, tháo ống lấy mẫu ra khỏi cổng lấy mẫu buồng thử, ghi lại thời gian tháo ống, lặp lại phép xác định lưu lượng lấy mẫu và tắt bơm. Tháo ống lấy mẫu ra khỏi hệ thống lấy mẫu và đậy kín cả hai đầu ống sử dụng nắp vặn có đai PTFE.

Nếu lưu lượng lấy mẫu được xác định bằng cách sử dụng một thiết bị đo lưu lượng tích hợp, ví dụ đồng hồ đo dòng khối lượng, nối ống lấy mẫu với hệ thống lấy mẫu, khởi động bơm, ghi lại thời gian và lưu lượng hoặc đọc trên máy ghi. Ghi lại nhiệt độ và nếu cần áp suất không khí. Lưu lượng dòng thích hợp là trong khoảng từ 50 mL/min đến 200 mL/min. Khi kết thúc giai đoạn lấy mẫu, ghi lại lưu lượng dòng hoặc số đọc, tắt bơm và ghi lại thời gian bơm đã được tắt. Tháo ống lấy mẫu ra khỏi hệ thống lấy mẫu và đậy kín cả hai đầu ống sử dụng nắp vặn có đai PTFE.

8.3  Thể tích lấy mẫu

SSV, nghĩa là lượng khí có thể được lấy mẫu không có VOC, được nêu tại Phụ lục B. Nói chung, thể tích lấy mẫu phù hợp khi lấy mẫu VOC từ không khí trong nhà không phải công nghiệp là 1 L đến 5 L đối với ống lấy mẫu chứa 200 mg Tenax TA®. Trong phép đo phát thải vật liệu, loại vật liệu và độ lão hóa, hệ số tải và tốc độ trao đổi không khí trong buồng xác định thể tích lấy mẫu phù hợp. Thể tích lấy mẫu lớn nhất khuyến cáo, thông thường ≤ 5 L.

Thể tích lấy mẫu phải được điều chỉnh đến nồng độ dự kiến. Khi nồng độ lấy mẫu chưa biết, nên lấy ít nhất ba mẫu song song với thể tích lấy mẫu khác nhau. Nếu kết quả phân tích không phụ thuộc vào thể tích lấy mẫu, đã không xảy ra sự lọt qua của chất phân tích.

8.4  Bảo quản mẫu đã nạp

Ống lấy mẫu đã nạp phải được đậy kín và bảo quản trong hộp chứa không có khí phát thải ở nhiệt độ môi trường xung quanh. Tác động của việc bảo quản lên VOC đã nạp từ không khí trong nhà hoặc không khí trong buồng thử là chưa biết, mặc dù một số dữ liệu (xem Phụ lục C) cho rằng chúng có thể bền trong vài tháng ở nhiệt độ phòng. Để tránh những thay đổi có thể xảy ra, mẫu phải được phân tích càng sớm càng tốt và nên trong phạm vi bốn tuần sau khi lấy mẫu.

8.5  Mẫu trắng hiện trường

Mẫu trắng hiện trường phải là ống lấy mẫu Tenax TA® tương tự với những ống được dùng để lấy mẫu VOC. Các ống này được xử lý ngoài hiện trường giống như đối với các ống mẫu, ngoại trừ đối với giai đoạn thực của lấy mẫu. Mẫu trắng hiện trường cần phải được đánh dấu, bảo quản và phân tích cùng với mẫu thực. Trong chương trình phân tích, khoảng 10 % mẫu phân tích làm mẫu trắng hiện trường. Nếu chỉ thực hiện một số phép đo, cần phải chuẩn bị và phân tích ít nhất một mẫu trắng hiện trường.

9  Phân tích

9.1  Yêu cầu chung

Đối với phân tích, VOC bị giải hấp nhiệt từ các ống lấy mẫu. Tách từng VOC sử dụng cột mao quản trong sắc ký khí và phát hiện bằng detector ion hóa ngọn lửa (FID) và detector khối phổ (MS) hoặc chỉ MS. MS có thể được dùng cho cả nhận dạng và định lượng hợp chất, trong khi chỉ tín hiệu FID được dùng để định lượng hợp chất.

Khi sử dụng detector ion hóa ngọn lửa cùng với detector khối phổ để phân tích, các detector có thể lắp vừa với các sắc ký khí giống nhau hoặc với các sắc ký khí khác nhau. Trong trường hợp sau, phải sử dụng bộ bơm mẫu và các thông số tách như nhau trong cả hai thiết bị để tạo ra sắc đồ có thể so sánh được.

Khi thực hiện định lượng sử dụng FID, hỗn hợp chuẩn hiệu chuẩn của các nồng độ khác nhau hoặc ít nhất một mức hiệu chuẩn phải được phân tích với từng bộ mẫu như là một kiểm tra tính năng của hệ thống.

Khi sử dụng MS để định lượng, hỗn hợp chuẩn hiệu chuẩn ít nhất ba, năm hoặc bảy, hoặc nhiều hơn nồng độ khác nhau phải được phân tích với từng bộ mẫu để hiệu chuẩn.

Có thể sử dụng chuẩn nội, ví dụ hợp chất đánh dấu đồng vị để kiểm soát tính năng của lấy mẫu và phân tích.

9.2  Giải hấp nhiệt

Lựa chọn thời gian giải hấp và lưu lượng khí giải hấp sao cho hiệu suất giải hấp đối với octadecan là lớn hơn 95 %. Xác định hiệu suất giải hấp được quy định tại ISO 16017-1.

Điều kiện giải hấp điển hình cho phân tích VOC sử dụng bẫy lạnh thứ cấp và ống lấy mẫu chứa 200 mg đến 250 mg Tenax TA® được nêu dưới đây.

Nhiệt độ giải hấp           260 °C đến 280 °C

Có thể yêu cầu nhiệt độ giải hấp khác nếu các lớp hấp phụ khác được dùng trong ống lấy mẫu (ví dụ đối với phân tích VVOC theo ISO 16017-1 hoặc Phụ lục D, hoặc thu hồi định lượng SVOC). Nếu sử dụng nhiệt độ giải hấp khác, phải giải thích trong báo cáo thử nghiệm.

CHÚ THÍCH Nhiều chất bay hơi VVOC có thể đi qua bẫy lạnh trong điều kiện này và không xác định định lượng bằng phân tích (xem Phụ lục D về thông tin cách thức phân tích định lượng VVOC và SVOC). Điều kiện phân tích và chất phân tích thay thế đối với nhiều hợp chất hơn được nêu tại D.6.1.

9.3  Chương trình nhiệt độ

Chương trình nhiệt độ của cột phân tích là cần thiết khi phân tích hỗn hợp các chất chỉ ra khác nhau trong điểm sôi và độ phân cực để đạt được các giải pháp tốt trong thời gian nhỏ nhất.

9.4  Phân tích mẫu

Phân tích mẫu VOC tốt nhất nên trong vòng bốn tuần kể từ khi lấy mẫu. Phân tích mẫu trắng hiện trường và các chuẩn phù hợp giống như đối với mẫu. Nhận dạng VOC bằng MS và định lượng chúng từ sắc đồ FID hoặc MS.

10  Nhận dạng VOC đơn lẻ

Để nhận dạng VOC đơn lẻ, không phải mục tiêu, phân tích mẫu cùng với vận hành MS trong chế độ quét. Nhận dạng VOC đơn lẻ được phát hiện trong mẫu sử dụng máy khối phổ sắc đồ ion tổng và thời gian lưu của hợp chất. So sánh tổng sắc đồ ion với khối phổ của hợp chất tinh khiết hoặc tài liệu có sẵn (thư viện) của khối phổ. Cũng có thể sử dụng sắc đồ làm chuẩn được lưu tại phòng thử nghiệm. Tương quan của thời gian lưu của VOC đơn lẻ với thời gian lưu của hợp chất được dùng để hiệu chuẩn trên cột đơn phải tương đương nhau.

Nhận dạng càng nhiều hợp chất càng tốt, đặc biệt chúng đại diện 10 pic lớn nhất và chúng đại diện ở nồng độ lớn hơn 2 µg/m3. Danh sách các VOC theo kinh nghiệm tại thời điểm công bố, thường gặp trong không khí trong nhà và được phát thải từ vật liệu được nêu trong Phụ lục A. Mức độ yêu cầu của nhận dạng đạt được nếu diện tích pic sắc đồ của VOC được nhận dạng khi được cộng tương ứng với ít nhất hai phần ba tổng diện tích của tất cả các pic trong sắc đồ rửa giải trong khoảng và kể cả n-hexan đến n-hexadecan.

Cũng có thể sử dụng chế độ giám sát ion lựa chọn (SIM) của vận hành MS. Việc lựa chọn tùy thuộc người vận hành, phải có kiến thức về sự khác nhau giữa chế độ SIM và chế độ quét.

11  Nồng độ chất phân tích trong mẫu khí

11.1 Khái quát

Hợp chất đã nhận dạng được định lượng bằng cách sử dụng hệ số đáp ứng từng chất khi hợp chất chuẩn có sẵn. Trong trường hợp khác, việc định lượng được báo cáo theo toluen. Hợp chất không được nhận dạng được định lượng sử dụng hệ số đáp ứng toluen.

11.2 Hợp chất hữu cơ bay hơi

Hệ số đáp ứng riêng theo hợp chất và độ tuyến tính của FID và MS đối với hợp chất quan tâm được xác định bằng hệ thống hiệu chuẩn và phân tích với dung dịch chuẩn (5.5, 5.6.3, 5.6.4, 5.6.5, 5.6.6 hoặc 5.9). Chuẩn bị đường hiệu chuẩn sử dụng ít nhất ba nồng độ khác nhau trên dải tuyến tính (tốt hơn sử dụng năm hoặc sáu nồng độ khác nhau). Nồng độ thấp nhất được dùng để hiệu chuẩn phải bằng hoặc thấp hơn nồng độ thấp nhất của mẫu.

Diện tích pic của sắc đồ VOC đơn lẻ tỷ lệ với khối lượng của hợp chất được bơm vào. Đối với từng hợp chất, mối tương quan giữa khối lượng của chất phân tích bơm vào và diện tích pic tương ứng được xác định. Độ dốc của đường hiệu chuẩn trên dải tuyến tính là hệ số đáp ứng của VOC được nghiên cứu:

ASt = bStmSt + cSt                                                                                                              (1)

Trong đó

ASt là diện tích pic chất phân tích trong sắc đồ của dung dịch chuẩn, tính bằng đơn vị diện tích;

bSt là độ dốc của đường hiệu chuẩn;

mSt là khối lượng của chất phân tích trong dung dịch chuẩn, tính bằng nanogam;

cSt là giao cắt của gốc tọa độ với đường hiệu chuẩn – nếu đường hiệu chuẩn đi qua gốc tọa độ, cSt = 0.

Khối lượng chất phân tích, mA, tính bằng nanogam, có trong mẫu được tính từ diện tích pic detector sử dụng hệ số đáp ứng của chất phân tích:

                                                                                                                 (2)

Trong đó

Aa là diện tích pic, tính bằng đơn vị diện tích của chất phân tích trong sắc đồ của mẫu;

bSt là độ dốc của đường hiệu chuẩn;

ca là giao cắt tọa độ với đường hiệu chuẩn – nếu đường hiệu chuẩn đi qua gốc tọa độ, cA = 0.

Nồng độ khối lượng, ρA, tính bằng microgam trên mét khối, của VOC đã nhận dạng trong mẫu khí được tính theo Công thức (3)

(3)

Trong đó

mA là khối lượng của chất phân tích có trong ống lấy mẫu, tính bằng nanogam;

mA0 là khối lượng của chất phân tích trong ống trắng, tính bằng nanogam;

V là thể tích lấy mẫu, tính bằng lít.

Nếu cần, nồng độ được điều chỉnh về 23 °C và 101,3 kPa:

(4)

Trong đó

p là áp suất thực tế của khí mẫu, tính bằng kilopascal;

t là nhiệt độ thực của khí mẫu, tính bằng độ Celsius.

Định lượng các hợp chất không được nhận dạng trong mẫu sử dụng hệ số đáp ứng hiệu chuẩn đối với toluen.

11.3  Tổng các hợp chất hữu cơ bay hơi

Nồng độ TVOC được xác định như sau:

Xem xét toàn bộ diện tích của sắc đồ từ n-hexan đến n-hexadecan. Sử dụng hệ số đáp ứng toluen, chuyển diện tích thành đơn vị khối lượng toluen. Sử dụng Công thức (3), tính nồng độ khối lượng TVOC trong khí lấy mẫu. Xác định giá trị TVOC của ống trắng có tính đến nền, sử dụng cùng quy trình và lấy kết quả TVOC mẫu trừ đi giá trị này để cho giá trị TVOC đã hiệu chính.

Thông số của một „phổ tiêu chuẩn” hoặc thông số MS tương đương, phải được thiết lập khi sử dụng MS cho mục đích này. Nếu không, sử dụng FID là thích hợp hơn.

CHÚ THÍCH 1 Những khuyến cáo này được đưa ra để nâng cao tính tương thích của kết quả TVOC.

CHÚ THÍCH 2 TVOC xác định được theo tương đương toluen là bán định lượng, vì từng hợp chất trong hỗn hợp có thể có hệ số đáp ứng thay đổi nhiều so với hệ số đáp ứng toluen.

11.4  Hợp chất VVOC và SVOC quan sát được ngoài khoảng TVOC

Để có được thông tin về hợp chất hữu cơ bổ sung có trong không khí trong nhà hoặc phát thải từ sản phẩm đi vào không khí buồng thử, không chỉ phù hợp để xác định VOC mà còn cho một số thông tin về VVOC và SVOC, nghĩa là hợp chất hữu cơ rửa giải trước n-hexan và sau n-hexadecan. Về vấn đề này, hướng dẫn được nêu tại Phụ lục D.

12  Đặc tính tính năng

Trước khi sử dụng phương pháp này, đặc tính tính năng cần phải được xác định theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3)[9]. Tối thiểu, phép xác định này cần bao gồm ước lượng độ không đảm bảo các thành phần từ các nguồn sau:

1. a) Lấy mẫu

1) Dòng khí;

2) Thời gian;

3) Nhiệt độ;

4) Áp suất;

5) Hiệu suất lấy mẫu;

1. b) Tính tích hợp lấy mẫu:

1) Phương pháp và tính ổn định;

2) Độ ổn định mẫu trắng;

1. c) Hiệu suất giải hấp;
2. d) Hiệu chuẩn:

1) Dung dịch chuẩn;

2) Tính không khớp của hàm chuẩn;

1. e) Phân tích:

1) Độ lặp lại;

2) Mức độ trắng;

1. f) Ảnh hưởng của môi trường:

1) Nhiệt độ lấy mẫu

2) Độ ẩm lấy mẫu;

3) Cản trở.

1. g) Độ lặp lại hiện trường;
2. h) Kỹ thuật buồng đo:

1) Trao đổi không khí,

2) Chuẩn bị mẫu thử.

Độ chính xác và độ lặp lại của phương pháp đo là các hệ số quan trọng, phải được xác định để đánh giá kết quả và tính phù hợp của phương pháp với mục đích đã định. Độ chính xác của phương pháp đo VOC có thể được xác định nếu có thể tạo ra không khí có nồng độ đã biết (microgam trên mét khối) một cách tin cậy. Việc này tương đối khó thực hiện và do vậy phần lớn các nghiên cứu chỉ xác định độ lặp lại của phương pháp đo chúng bằng cách lấy mẫu lặp từ không khí không đổi.

Trong nghiên cứu clorobutadien trong không khí trong nhà, độ không đảm bảo của kết quả đo được đánh giá dựa trên nguyên lý của TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3)[9]. Độ không đảm bảo kết hợp tương đối cho phép đo hexaclobutadien tại mức thể tích 0,6 x 10–9 bằng ± 12 % và độ không đảm bảo tương đối mở rộng (tại độ tin cậy 95 %) bằng ± 23 % [16].

Độ lặp lại của lấy mẫu hydrocacbon không phân cực từ bình chứa không khí có chứa sáu VOC đã được báo cáo [17]. Đối với mẫu 2 L, độ lặp lại của Tenax TA® nhỏ hơn 10 %, và của mẫu 0,5 L bằng 12%.

CHÚ THÍCH Trong thử phát thải vật liệu, phép so sánh liên phòng thử nghiệm đã được tổ chức để đánh giá tính thống nhất giữa các phòng thử nghiệm đến đặc tính phát thải VOC từ vật liệu và sản phẩm trong nhà. Kết quả của các phép so sánh liên phòng này đã được công bố [18] [19].

13  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm bao gồm ít nhất những thông tin sau:

1. a) Mục đích của phép đo;
2. b) Mô tả vị trí lấy mẫu;
3. c) Thời điểm và ngày lấy mẫu;
4. d) Điều kiện lấy mẫu (nhiệt độ, độ ẩm tương đối);
5. e) Viện dẫn tiêu chuẩn này;
6. f) Mô tả đầy đủ quy trình lấy mẫu;
7. g) Mô tả đầy đủ quy trình phân tích;
8. h) Giới hạn phát hiện và định lượng của phương pháp phân tích;
9. i) Nồng độ của hợp chất đã nhận dạng, cùng với số CAS, bao gồm cả nguyên tắc tính toán và hiệu chuẩn đã dùng;
10. j) Độ không đảm bảo của kết quả được báo cáo.

Kết quả có thể được hoàn thiện bằng nồng độ khối lượng TVOCFID hoặc TVOCMS tính theo toluen.

14  Kiểm soát chất lượng

Mức kiểm soát chất lượng phù hợp phải được áp dụng, bao gồm cả kiểm tra xác nhận sau đây:

8. a) Mẫu trắng hiện trường được chuẩn bị theo 8.5.
9. b) Mức độ mẫu trắng ống hấp phụ được chấp nhận nếu pic tạo ra không lớn hơn 10 % diện tích pic điển hình của chất phân tích đang quan tâm;
10. c) Hiệu suất giải hấp VOC có thể được xác định như được nêu tại ISO 16017-1 và cần phải lớn hơn 95 %. Một số lưu ý thêm về kiểm tra hiệu suất giải hấp được nêu tại D.5.2.
11. d) Hiệu suất lấy mẫu có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng ống đặt sau hặc lấy mẫu với thể tích lấy mẫu khác, nhỏ hơn thể tích lấy mẫu an toàn.
12. e) Độ lặp lại của phương pháp đo đã được xác định, ví dụ sử dụng việc lấy mẫu và phân tích mẫu đúp. Độ lặp lại của mẫu đúp phải trong khoảng 15 %.

Độ thu hồi của hydrocacbon rửa giải trong khoảng sắc ký từ n-hexan đến n-hexadecan lớn hơn 95 %.

Phụ lục A  Ví dụ hợp chất phát hiện trong không khí trong nhà và từ sản phẩm xây dựng trong buồng thử

(Tham khảo)

Bảng A.1 – Ví dụ hợp chất phát hiện trong không khí trong nhà và phát thải từ sản phẩm xây dựng trong buồng thử [20] [21]

Phụ lục B Thể tích lấy mẫu an toàn đối với hơi hữu cơ lựa chọn lấy mẫu lên Tenax TA ®

(Tham khảo)

Bảng B.1 cung cấp dữ liệu về thể tích lưu trên cực và SSV đối với hơi hữu cơ được lấy mẫu trên ống hấp phụ chứa 200 mg Tenax TA® tại 20 °C [12] [15] [22] [23]. Số CAS của hợp chất được liệt kê trong Bảng A.1.

Bảng B.1 – Thể tích lấy mẫu an toàn đối với hơi hữu cơ lựa chọn lấy mẫu lên Tenax TA®

Phụ lục C Độ thu hồi của dung môi sau bảo quản trên ống hấp phụ Tenax TA ®

(Tham khảo)

Bảng C.1 cung cấp dữ liệu về độ thu hồi dung môi trong bảo quản trên ống hấp phụ Tenax TA® [ISO 16017-1]. Số CAS của hợp chất được liệt kê tại Bảng A.1.

Bảng C.1 – Độ thu hồi của dung môi sau khi bảo quản trên ống hấp phụ Tenax TA®

Phụ lục D  Xác định hợp chất hữu cơ rất dễ bay hơi và hợp chất hữu cơ bán bay hơi cùng với hợp chất hữu cơ bay hơi

(Tham khảo)

D.1  Giới thiệu

Phụ lục này mô tả quy trình để lấy mẫu và đo phát thải VVOC và SVOC cùng với phát thải VOC từ vật liệu xây dựng trong buồng và ngăn thử. Hợp chất VVOC và SVOC có liên quan theo quy ước vì chúng rửa giải trước n-hexan và sau n-hexadecan tương ứng trên cột không phân cực (polydimetylsiloxan).

Phụ lục này đưa ra hướng dẫn được nêu trong ISO 16017-1 về lựa chọn và sử dụng các chất hấp phụ thích hợp và các điều kiện phân tích cho nhiều hợp chất hữu cơ pha hơi.

D.2  Nguyên lý

Thể tích đo được của không khí từ buồng thử phát thải hoặc ngăn thử phát thải được bơm với lưu lượng dòng được kiểm soát qua một ống có chứa tổ hợp các chất hấp phụ đã được sắp xếp để làm tăng độ mạnh của chất hấp phụ. Chất hữu cơ pha hơi được bẫy riêng biệt trên lớp hấp phụ do không khí đi qua. Trong quá trình phân tích tiếp sau, hợp chất đã giữ lại được giải hấp từ các ống sử dụng nhiệt và dòng khí mang hồi lưu. Các chất phân tích đã giải hấp này được quét qua một bẫy tập trung được chuyển vào GC có một cột mao quản (hoặc nhiều cột) và detector MS, có FID bổ sung tùy chọn, ở đó chúng được nhận dạng và đo.

Chi tiết quy trình lấy mẫu và phân tích VVOC và SVOC cùng với VOC được quy định chi tiết tại phần chính của tiêu chuẩn này ngoại trừ những điều được nêu dưới đây.

D.3  Thuốc thử và vật liệu

D.3.1  Ví dụ lớp chất hấp phụ

D.3.1.1  Bông thạch anh hoặc lớp thủy tinh/thạch anh, sạch (nghĩa là lớp không tạo ra các chất nhân tạo ảnh hưởng đáng kể đến phân tích) và không dễ tạo thành hạt.

D.3.1.2  Tenax TA® 1) cỡ hạt 0,2 mm đến 0,5 mm (35 mesh đến 80 mesh). Tenax TA® là một polymer xốp nền 2,6-diphenylenoxit.

D.3.1.3  Chất hấp phụ cacbon đen, như Cacbonpack X®3) hoặc Cacbongraph 5 TD®4), cỡ hạt 0,25 mm đến 0,5 mm (40 mesh đến 60 mesh). Chất hấp phụ cacbon ưa nước phù hợp với VVOC có áp suất hơi nhỏ hơn áp suất hơi điển hình cho hydrocacbon C4.

D.3.1.4  Lớp chất hấp phụ kích thước sàng phân tử cacbon (rất mạnh) cũng có thể được dùng tại đầu cuối không lấy mẫu của ống để bẫy VVOC có áp suất hơi lớn hơn áp suất hơi điển hình cho hydrocacbon C4. Tuy nhiên, chú ý rằng các lớp chất hấp phụ này là không ưa nước hoàn toàn. Do vậy, nếu lớp chất hấp phụ như vậy có trong đó, ống cần phải được làm sạch khô theo hướng lấy mẫu trước khi phân tích.

D.3.2  Chuẩn bị ống tiêu chuẩn

Ống tiêu chuẩn được chuẩn bị bằng cách đưa chuẩn pha lỏng hoặc pha khí vào cuối giai đoạn lấy mẫu của ống hấp phụ đã được điều kiện hóa trong dòng khí mang 50 mL/min đến 100 mL/min như quy định tại 5.4.

Cần phải chuẩn bị chuẩn pha loãng trong một dung môi hoặc không bị lớp chất hấp phụ mạnh nhất có trong ống giữ lại (metanol là một ví dụ phổ biến) hoặc trong một dung môi sẵn sàng xác định (sắc ký) từ hợp chất chính cần quan tâm. Nếu một lượng lớn dung môi bị ống hấp phụ giữ lại trong quá trình bổ sung chuẩn lỏng, thì giảm thiểu thể tích bơm, ví dụ đến 1 µL hoặc nhỏ hơn.

Nếu yêu cầu khoảng hợp chất quan tâm của cả chuẩn pha khí và pha lỏng, chuẩn pha lỏng cần phải được đưa vào trước tiên và làm sạch dung môi như yêu cầu. Sau đó chuẩn pha khí được đưa vào. Đảm bảo rằng thể tích đi qua không vượt quá giới hạn trong quá trình thêm chuẩn.

D.4  Thiết bị

D.4.1  Ống thép không gỉ, ống thép bọc chất trơ hoặc ống thủy tinh, nhồi sẵn một hoặc nhiều lớp hấp phụ. Ống có kích thước được quy định tại 6.1 có thể được nhồi đến ba lớp hấp phụ để mở rộng khoảng chất bay hơi cần phân tích. Nhiều lớp hấp phụ phải được sắp xếp trong lớp riêng rẽ (dải) để làm tăng khả năng hấp phụ đến cuối ống lấy mẫu (xem Hình D.1).

Khối lượng 200 mg Tenax TA® được dùng để lấy mẫu và phân tích VOC và cũng tương thích với phép đo định lượng phần pha hơi của một số hợp chất có điểm sôi cao hơn, ví dụ điểm sôi đến n-C22.

CHÚ THÍCH 1 Tỉ trọng của Tenax TA® là biến động. Tuy nhiên, 200 mg Tenax TA® thường có độ dày ~ 40 mm trong ống kim loại lõi 5 mm và ~ 60 mm trong ống thủy tinh lõi 4 mm.

Để tạo thuận lợi thu hồi các chất bán bay hơi (đặc biệt chất này có điểm sôi lớn hơn n-C22) bằng cách chèn thêm một đáy mỏng (5 mm đến 10 mm) bông thạch anh ở phía trước của 200 mg Tenax TA®.

CHÚ THÍCH 2 Lựa chọn Cacbopack X® hoặc Cacbograph 5 TD® như chất hấp phụ mạnh hơn sẽ tạo thuận lợi cho việc lưu và phân tích định lượng hợp chất bay hơi như 1,3-butadien, nhưng nước không bị giữ lại đáng kể từ buồng không khí hoặc ngăn không khí.

CHÚ THÍCH 3 Cách khác, thậm chí lớp hấp phụ mạnh hơn là có sẵn (ví dụ rây phân tử cacbon) cho phép hợp chất rất dễ bay hơi như hydrocacbon C3 và vinyl clorua bị bẫy. Tuy nhiên, ống nhồi sẵn chất hấp phụ rất mạnh có xu hướng là một số giữ nước (xem ISO 16017-1) và thường cần thêm một bước làm sạch khô trước khi phân tích nhiệt (TD)-GC/MS(FID).

CHÚ THÍCH 4 Ống thép không gỉ hoặc ống kim loại được bọc thép không gỉ có lõi 5 mm có khả năng/dung lượng đối với cả 200 mg Tenax TA® và 20 mm lớp hấp phụ mạnh hơn.

CHÚ THÍCH 5 Có thể nhồi một ống kim loại với tất cả ba lớp hấp phụ không có tác động đáng kể đến khối lượng Tenax TA®. Một ví dụ về sự kết hợp là: bông thạch anh (5mm); Tenax TA® (175 mg, ~ 35 mm); và 20 mm của Cacbograph 5 TD® hoặc Cacbopack X®. Tất cả lớp hấp phụ phải được giữ ở phần giữa (thường 60 mm) của ống, nghĩa là phần tiếp xúc trực tiếp với lò giải hấp ống của thiết bị (xem Hình D.1).

CHÚ THÍCH 6 Cần phải giải hấp tất cả lớp hấp phụ với dòng khí mang trong hướng ngược dòng với dòng không khí trong khoảng thời gian lấy mẫu (xem Hình D.1).

CHÚ DẪN

1 Ống thép không gỉ hoặc ống được bọc thép

2 Sợi thạch anh 5 mm

3 ~35 mm, 175 mg Tenax TA®

4 20 mm chất hấp phụ mạnh hơn, ví dụ Cacbongraph 5TD hoặc Cacbonpack X

5 Lò xo giữ lưới thép

6 Lưới thép giữ lại chất hấp phụ

7 Lưới thép giữ lại chất hấp phụ hoặc bông thạch anh 0,5 mm

8 Lưới thép giữ lại chất hấp phụ

a Dòng khí giải hấp

b Dòng khí lấy mẫu

Hình D.1 – Ví dụ ống kim loại nhồi nhiều lớp hấp phụ để mở rộng khoảng bay hơi của chất mục tiêu

CHÚ THÍCH 7 Xác định thể tích đi qua được quy định tại ISO 16017-1:2000, Phụ lục B. Thể tích hấp phụ hoặc thể tích giữ lại được dùng làm thước đo độ mạnh của chất hấp phụ (ái lực) đối với hơi hữu cơ. Chúng phụ thuộc vào nhiệt độ và tỷ lệ với kích thước của ống lấy mẫu và lượng chất hấp phụ. Điển hình, SSV được đặt tại 2/3 của thể tích đi qua. Như một biện pháp gần đúng, gấp đôi chiều dài đáy trong khi đường kính ống được giữ không đổi sẽ gấp đôi thể tích hấp phụ. Tương tự, như một biện pháp gần đúng, tăng nhiệt độ của ống trong quá trình lấy mẫu 10 °C, giảm một nửa thể tích đi qua. Chú ý rằng phần lớn thể tích đi qua và số liệu thể tích lấy mẫu an toàn (ví dụ tại Phụ lục B và ISO 16017-1:2000) được báo cáo tại 20 °C.

CHÚ THÍCH 8 Lưu lượng dòng của bơm tối ưu đối với ống nhiều lớp hấp phụ của kích thước đã được mô tả trong khoảng 20 mL/min đến 100 mL/min.

CHÚ THÍCH 9 Ống bằng thép không gỉ bọc chất trơ hoặc ống thủy tinh được ưa dùng hơn để quan trắc hợp chất phản ứng, gây mùi.

Cách tiếp cận khác là dùng các ống mà mỗi ống chứa một chất hấp phụ được làm tăng độ mạnh được nối tiếp với nhau và trước tiên nối với ống có chứa chất hấp phụ kém nhất trong dãy lấy mẫu. Tuy nhiên, đây là cách tiếp cận không hiệu quả đối với các nguồn cần lấy mẫu và phân tích.

Ống hấp phụ đã được nhồi trước cũng như ống đã được điều kiện hóa trước có bán sẵn trên thị trường. Cách khác, ống hấp phụ có thể được nạp đầy trong phòng thử nghiệm như quy định tại 6.1.

D.4.2  Cột mao quản GC. Thực hiện theo quy định kỹ thuật được nêu tại 6.8. Có thể cần cột mao quản lớp film dày hơn và/hoặc dài hơn nếu quan tâm đến VVOC.

D.4.3  Thiết bị giải hấp nhiệt. Phân tích đồng thời các hợp chất có khoảng bay hơi rộng, VVOC, VOC và SVOC được tạo thuận lợi bằng cách sử dụng nhiều chấp hấp phụ. Chúng được sử dụng nối tiếp với nhau để làm tăng độ hấp phụ, cả trong ống mẫu và trong bẫy thu và bằng cách giải hấp xả ngược. Xả ngược có nghĩa là dòng khí được dùng để giải hấp mẫu ra khỏi ống hấp phụ hoặc bẫy tập trung phải theo hướng ngược với hướng được dùng trong lấy mẫu hoặc bẫy. Trong cách này, hợp chất có điểm sôi lớn hơn được bẫy và thoát (giải hấp) khỏi chất hấp phụ phía trước (yếu hơn) và không bao giờ tiếp xúc với chất hấp phụ (mạnh hơn).

D.5  Lấy mẫu không khí buồng thử hoặc không khí ngăn thử

D.5.1  Yêu cầu chung

Đảm bảo rằng ống mẫu ở nhiệt độ gần bằng nhau với không khí buồng thử để ngăn ngừa rủi ro ngưng tụ nước trong ống mẫu khi lấy mẫu khi phát thải từ mẫu ẩm.

D.5.2  Bảo quản ống mẫu

Ống phải được đậy nắp ngay sau khi lấy mẫu, đặt trong hộp chứa kín và không có chất phát thải và được bảo quản ở nơi sạch, ống được nhồi với một lớp hấp phụ có thể được bảo quản ở nhiệt độ phòng, ống nhiều lớp hấp phụ cần phải bảo quản ở trong tủ lạnh để giảm thiểu rủi ro di chuyển chất phân tích trong ống. Phân tích các ống càng sớm càng tốt và không để quá bốn tuần.

Nắp của ống mẫu bảo quản dài hạn trong tủ lạnh cần phải được hàn kín lại khi mẫu đạt đến nhiệt độ bảo quản tối thiểu của ống.

Cần phải làm cân bằng các ống mẫu bảo quản trong tủ lạnh bằng với nhiệt độ phòng trước khi chúng được mở để phân tích.

CHÚ THÍCH Thông tin về thu hồi VOC từ ống hấp phụ sau khi bảo quản được nêu trong tiêu chuẩn này và ISO 16017-1.

D.6  Phân tích

D.6.1  Điều kiện phân tích

Khi phân tích các hợp chất có đặc tính bay hơi trong một dải rộng, điều đặc biệt quan trọng là hiệu suất giải hấp đạt được yêu cầu tối thiểu (nghĩa là > 95 %) đối với từng hợp chất. Ví dụ điều kiện thử như sau:

Tỉ số chia/ngắt từ ống lấy mẫu với bẫy thứ hai và từ bẫy thứ hai đến cột phân tích (nếu áp dụng) cần phải được lựa chọn phụ thuộc vào nồng độ hơi dự kiến. (Xem thông tin từ nhà sản xuất thiết bị giải hấp nhiệt).

CHÚ THÍCH Có thể cần đặt nhiệt độ giải hấp thấp hơn và nhiệt độ dòng thấp hơn (ví dụ 80 °C đến 120 °C) để đảm bảo độ thu hồi định lượng và phân tích các loại phản ứng, gây mùi cũng như mecaptan và amin.

Như trong trường hợp ống mẫu, sử dụng một dãy chất hấp phụ làm tăng độ mạnh trong bẫy tập trung mở rộng khoảng bay hơi của chất phân tích có thể đo trong một lần phân tích. Giải hấp bẫy xả ngược được yêu cầu.

Để giảm thiểu các tác động nhân tạo, cần phải đặt điều kiện nhiệt độ và nhiệt độ làm sạch ống lớn hơn nhiệt độ giải hấp phân tích từ 10 °C đến 20 °C, nhưng không vượt quá nhiệt độ lớn nhất của chất hấp phụ bền vững nhiệt kém nhất trong ống.

D.6.2  Kiểm tra hiệu suất giải hấp

Hiệu suất giải hấp có thể được xác định sử dụng quy trình quy định tại ISO 16017-1 hoặc bằng cách tiến hành tuần tự phân tích TD-GC/MS/FID lặp lại của một chuẩn đơn. Đối với cách tiếp cận sau, ngắt dòng xả từ chất hấp phụ [nghĩa là ngắt dòng xả trong quá trình giải hấp (ống) đầu và/ hoặc giải hấp (bẫy) thứ hai] được thu gom lại định lượng vào ống hấp phụ đã điều kiện hóa tương tự với ống được dùng cho việc thu thập hơi. Khi mẫu đã thu thập lại được phân tích, các dòng xả ngắt được thu thập lại lần nữa. Việc này cho phép tuần tự phân tích lặp lại được tiến hành trên một chuẩn đơn. Nếu bất kỳ hợp chất cho độ thu hồi thấp hơn độ thu hồi dự kiến (tương ứng tỉ số ngắt/chia và/hoặc với độ thu hồi của các hợp chất khác trong chuẩn) do quy trình tiếp sau, điều này chỉ ra hiệu suất giải hấp kém đối với hợp chất này.

D.7  Xác định nồng độ của hơi phát thải trong không khí buồng thử hoặc ngăn thử

Có thể định lượng VVOC và SVOC trong cùng phân tích như VOC, nếu các bước thích hợp được tiến hành trong lấy mẫu và phân tích như được mô tả trong Phụ lục này. Các điểm chính bao gồm:

4. a) Sử dụng chất hấp phụ phù hợp hoặc một dãy chất hấp phụ trong ống lấy mẫu (xem D.4.1);
5. b) Sử dụng một chất hấp phụ phù hợp hoặc một dãy chất hấp phụ trong bẫy tập trung (xem D.6.1);
6. c) Lựa chọn cột GC và điều kiện phân tích GC tương thích với khoảng bay hơi của chất phân tích mở rộng (xem D.4.2 và D.6.1).