Le fiale adsorbenti sono il sistema di campionamento più utilizzato per il controllo di gas e vapori pericolosi nell’aria per quanto riguarda l’igiene industriale, l’igiene ambientale e le emissioni industriali. Inizialmente sviluppate dal National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) negli Stati Uniti per la valutazione sulla qualità dell’aria e il relativo controllo dell’esposizione dei lavoratori, tale tecnologia fu poi presa e sviluppata su scala industriale da vari produttori di fiale adsorbenti e relativi accessori per il loro utilizzo, quali Markes International e SKC Inc.. Le fiale per campionamento sono tipicamente realizzate in vetro, acciaio o acciaio inertizzato e possono contenere vari tipi di materiale adsorbente solido. Gli adsorbenti comunemente usati includono carbone attivo, gel di silice e polimeri organici porosi come le resine Tenax e Amberlite XAD. Gli adsorbenti solidi sono selezionati per il campionamento di composti specifici nell’aria per:

• Intrappolare e trattenere i composti di interesse anche in presenza di altre specie
• Non alterare i composti target del campionamento
• Consentire ai composti raccolti di essere facilmente desorbiti per successiva determinazione analitica.

Per l’utilizzo delle fiale adsorbenti è necessario utilizzare una pompa aspirante che sia in grado di offrire una buona precisione nel controllo del flusso, una capacità di compensare le perdite di carico e la possibilità di lavorare a pressione costante. Tutto ciò garantisce il corretto svolgimento delle attività di monitoraggio nei terreni o in situazioni dove il controllo della pressione all’ingresso del campione sia richiesto. Nelle applicazioni con fiale adsorbenti è importante conoscere la tipologia di contaminanti da ricercare e la matrice in cui questi sono dispersi, questo perchè ogni matrice ha una sua specifica affinità con i vari composti target. Per fare un esempio, il carbone attivo offre la possibilità di campionare i composti compresi tra C3 e C5. Per altri composti, più leggeri (C2) o più pesanti (>C5) é necessario utilizzare una matrice adsorbente più specifica. Nel desorbimento termico è spesso utilizzata la possibilità di combinare nella stessa fiala più composti adsorbenti, consentendo di fatto un allargamento del range di cattura di composti organici nel medesimo campionamento.

Il desorbimento termico è una tecnica di preconcentrazione versatile per la gascromatografia utilizzata per analizzare composti organici volatili e semivolatili. L’utilità della tecnica di campionamento con fiale per termo desorbimento sta nella possibilità di allargare l’adsorbimento dei composti organici volatili nel range C2-C30. L’eliminazione del solvente per estrazione rimuovendo il picco principale del solvente stesso, permette una maggiore sensibilità nell’analisi e consente un azzeramento nella manipolazione di sostanze pericolose, dei costi e rischi associati. Le fiale per desorbimento termico possono contenere un singolo materiale (indicato soprattutto per il campionamento passivo o diffusivo) o strati adsorbenti multipli, piu’ adatti per il campionamento attivo. A livello pratico, la fiala dopo aver intrappolato i composti target durante la fase di campionamento, viene inserita all’interno del desorbitore termico, riscaldata e trasportata con il carrier gas alla trappola di concentrazione (criofocalizzazione) per poi passare dopo un ulteriore rapido riscaldamento della trappola al gascromatografo. Alcuni strumenti consentono la cattura della porzione di campione normalmente splittata e persa, su una seconda fiala consentendo un eventuale secondo ciclo di analisi con il medesimo campione, per conferma analitica o per una completa validazione del metodo analitico.