Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) kvantitatiivinen määri-tys sisäilman ja teollisen työympäristön ilmanäytteistä termo-desorptio-kaasukromatografisella menetelmällä

Abstract

Insinöörityö tehtiin Työterveyslaitoksen Työympäristön kehittäminen -osaamiskeskuksen Kemialliset tekijät -tiimille. Työn tarkoituksena oli laajentaa käytössä olevaa haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) analyysimenetelmää sisäilmasta ja teollisesta työympäristöstä kerättäville ilmanäytteille. Tavoitteena oli, että saataisiin validoitu ja akkreditointivalmis analyysimenetelmä työhygieenisiin mittauksiin.

Validointia varten määritettiin neljä eri standardisuoraa, joista kaksi sisälsi VOC-yhdisteitä ja kaksi karboksyylihappo- sekä fenoliyhdisteitä eri pitoisuuksina. Lisäksi valmistettiin kontrollinäytteitä, joilla tarkkailtiin mittausten laatua. Näytteet ajettiin massaselektiivisellä detektorilla varustetulla kaasukromatografilla. Validoitavia parametrejä olivat menetelmän lineaarisuusalue, toteamisraja, määritysraja, toistettavuus, oikeellisuus, mittausalue ja mittausepävarmuus. Mitä poolisempi yhdiste oli, sitä epälineaarisemmin se käyttäytyi. Tämä johtui menetelmässä käytetystä poolittomasta kolonnista. Mittausalueeksi todettiin koko alue, jolle oli tehty standardeja, lukuun ottamatta karboksyylihappoja, joilla mittausalue oli pienempi. Määritys- ja toteamisraja sekä toistettavuus vaihtelivat yhdistekohtaisesti.

Validoinnin lisäksi teollisen työympäristön näytteille tarkoitetulla kaksoissplit ajo-ohjelmalla ajetuista näytteistä tutkittiin, voitaisiinko tulokset kertoa jollakin tietyllä luvulla, jotta saataisiin näytteen sisältämä oikea pitoisuus ennen splittausta. Näin voitaisiin välttyä analyysivaiheessa uuden standardisuoran tekemiseltä suurempipitoisuuksisille VOC-yhdisteille. Kaksois-splitillä ajetuille näytteille pystyttiin määrittämään kerroin, joka oli noin neljä ja joka vaihteli hieman yhdiste- ja pitoisuuskohtaisesti. Epälineaarisesti käyttäytyvillä yhdisteillä ja lähellä toteamisrajaa olevilla standardeilla kertoimen hajonta oli suurempaa.

This final year thesis was commissioned by the Chemical Agents Team of the Centre of Expertise for Work Environment Development in the Finnish Institute of Occupational Health. The aim of the thesis was to expand the current method for on air sample analysis of volatile organic compounds (VOC) in indoor air samples and air samples in industrial work environments. The objective was to create a validated and accreditation-ready method of air samples analysis for volatile organic compounds.

For validation purposes, four different calibration lines were made. The first two contained VOC-compounds, and the other two contained carboxylic acid and phenol compounds in varying concentrations. Also, control samples were made for quality control purposes. The samples were analyzed with a mass selective gas chromatograph. The parameters that were validated were linearity area, limit of detection, limit of quantification, repeatability, trueness, measuring range, and inaccuracy of measurement. The more polar the compound was, the more non-linearly it behaved. This was a result of the column being non-polar. The measuring range was determined to be the whole area for which standards had been made, with the exception of carboxylic acids, the measuring range of which was smaller. Repeatability, limit of detection, and limit of quantification varied between different compounds.

In addition to validation, samples were analyzed by a double-split method, which is used for industrial air samples, in order to determine whether the results could be multiplied with a predetermined constant to get the concentration value of the sample before splitting. Thus, the need for making an additional calibration line for a sample set with higher VOC-concentrations could be avoided. It was possible to define a coefficient for the sam-ples analyzed with the double-split method. The coefficient was about four and varied based on compounds and concentrations. The variation of the coefficient was more pronounced in compounds behaving in a non-linear fashion and in standards near the limit of determination.