О ПОРТАТИВНЫХ КОМПЛЕКТАХ И УНИФИЦИРОВАННЫХ МЕТОДИКАХ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Муравьев А.Г., ЗАО «Крисмас+», директор производственно-лабораторного комплекса, к.х.н.
Аналитические задачи, решаемые при исследовании воды, оценке состояния водных объектов и почвы в профессиональных и учебных лабораториях, часто требуют применения методов, которые, давая количественную информацию, тем не менее, являются портативными. Свойство портативности применительно к методикам химического анализа предполагает использование минимальных количеств пробы, растворов, химикатов и обеспеченность соответствующими средствами измерений и принадлежностями (малогабаритными пипетками, дозаторами, калиброванными склянками и т.п.), при отсутствии потребности в типично лабораторном оборудовании. В связи с этим возникла потребность в комплектных изделиях для химического анализа, в составе которых есть все необходимое и достаточное для выполнения анализа. Такое портативное оборудование производится научно-производственным объединением ЗАО «Крисмас+» — это полевые лаборатории «НКВ», «НКВ-2», а также тест-комплекты и различные укладки на их основе (ранцевые полевые лаборатории «НКВ-Р» и «НКВ-Р/м»), укладка полевого химического контроля «УКВ», мини-экспресс-лаборатория «Пчелка-У/хим», набор химических средств «НХС-вода» и др.
Применение несложных портативных методов и соответствующего оборудования (тест-комплектов, полевых лабораторий и даже тест-систем) на начальном этапе химико-аналитических работ всегда приветствовалось, т.к. очевидно позволяет рационализировать производственный процесс, получить ценную первичную информацию (в т.ч. по составу неизмеряемых компонентов). Это позволяет обосновать выбор дальнейшего инструментария для лабораторных исследований, а в ряде случаев — и ограничиться полученной первичной информацией, тем самым сведя к минимуму затраты на получение массива аналитической информации.
Портативность для методов «мокрой химии» многими специалистами связывается с возможностью их применения в полевых условиях, и для такого сопоставления есть нормативная основа. Из большого числа методов анализа воды и почвенных вытяжек специалистами выделена относительно небольшая группа методов, называемых полевыми. ГОСТ 24902 определяет полевой метод как ¬пригодный к применению непосредственно в полевых условиях, при отсутствии водопровода, централизованных источников электроэнергии, стационарных и специально оборудованных лабораторных помещений.
Для методов «мокрой химии» и комплектов на их основе свойство портативности создает ряд новых полезных, а в ряде случаев — незаменимых потребительских качеств. Именно такими свойствами обладают многие производимые ЗАО «Крисмас+» портативные комплекты. Используемые в портативных комплектах унифицированные методики гидрохимического анализа можно рассматривать как несколько упрощенные модификации более сложных лабораторных методик. Эти упрощения обусловлены разными средствами, в частности:
— применением визуально-колориметрического определения на завершающем этапе определения вместо (либо в дополнение) фотометрического;
— изменением состава аналитических растворов — упрощением и ускорением их дозировки (например, вместо разбавленных растворов реагентов используются растворы с повышенной концентрацией, вместо жидких — сухие сыпучие и др.);
— уменьшением (минимизацией) объема пробы для анализа;
— применением портативных средств дозировки растворов и проб (например, использованием вместо пипеток или мерных цилиндров шприцев-дозаторов или мерных склянок).
Модификация аттестованных методик выполнения измерений позволяет рассматривать соответствующие технологии анализа в их портативном варианте как безусловно пригодные для количественных химических измерений.
Портативные методики анализа, так же как их более сложные лабораторные аналоги, в необходимых случаях предусматривают различные добавки в аналитические растворы. Применение добавок определенного назначения (буферных, стабилизирующих, связывающих, фиксирующих и т.п.) позволяет обеспечить избирательность анализа и использовать предлагаемые методы для контроля основных показателей качества питьевой воды, природных (поверхностных и подземных) показателей водно-химического режима энергетических и силовых установок, а по некоторым показателям — и нормативно-очищенных сточных вод.
Таким образом, применение полевых лабораторий «НКВ» и их модификаций, тест-комплектов и т.п. предполагает проведение химического анализа унифицированными методиками, имеющими единую базу специальных комплектующих (портативных средств дозировки, посуды, принадлежностей, укладки), а также единый технологический цикл приготовления и контроля качества готовых аналитических растворов. При этом применяемые унифицированные методики анализа в максимально возможной степени отвечают принципам единства и точности измерений и соответствуют действующим нормативным документам и общепринятым профессиональным руководствам по анализу воды.
При выполнении анализов, предусматривающих обязательное термостатирование, прокаливание, точное взвешивание и т.п. (например, определение БПК, общего фосфора), портативное оборудование также оказывается полезным, т.к. позволяет выполнять большую часть подготовительных и аналитических операций в полевых условиях.
Наконец, важным достоинством портативного оборудования ЗАО «Крисмас+» является обеспеченность всех изделий готовыми к применению паспортизованными расходными материалами — химическими реактивами, индикаторами, буферными и др. растворами, — легко возобновляемыми при их израсходовании или истечении срока годности.
Использование тест-комплектов и полевых лабораторий для количественного химического анализа проб воды аккредитованными испытательными лабораторными центрами (аккредитованными лабораториями) в нашей стране долгое время сдерживалось из-за отсутствия соответствующих аттестованных методик выполнения измерений (МВИ), узаконивающих использование этого оборудования для измерений (за рубежом широко используется аналогичная продукция, в частности, портативные лаборатории с колориметром типа DREL-2400 HACH Co, США). В числе действующей в России документации практически нет аттестованных методик количественного химического анализа воды, разработанных для использования вне лабораторий. Речь может идти лишь о применимо¬сти тех или иных ранее аттестованных МВИ к полевым условиям. Многих за¬интересованных в выполнении измерений вне лабораторий такая практика удовлетворить не могла, т.к. даже если и удается подобрать МВИ, пригодную для полевых анализов какого-либо компонента, то ее описания содержат лишь перечень средств оснащения (оборудования, средств измерений) и алгоритм анализа. Подборка же необходимых средств оснащения и расходных материалов для анализа ложилась на плечи оператора и оказывалась подчас сложной и трудновыполнимой (если вообще выполнимой) задачей.
При анализах с применением ряда портативных комплектов производства ЗАО «Крисмас+» используются аттестованные МВИ класса ПНД Ф с незначительной модификацией, что не препятствует их применению в области госконтроля (например, в тест-комплекте «Растворенный кислород-БПК» измерения проводятся в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.101-97 (2004). Многие тест-комплекты («Железо», «Хлорид», «Аммоний», «Ортофосфаты» и др.), а также полевые лаборатории применяются с использованием МВИ, специально разработанных ЗАО «Крисмас+» и аттестованных для полевых условий.
Следует отметить важную для практиков особенность новых полевых МВИ, разработанных и аттестованных ЗАО «Крисмас+»: в название введен главный ¬признак их практической применимости и обеспеченности соответствующим оборудованием — то, что анализ выполняется на основе соответствующего тест-комплекта. Кроме того, учитывая использование малых объемов проб и растворов, что весьма удобно для измерений в полевых условиях, нормы погрешности измерений аттестованных МВИ соответствуют, в основном, требованиям ГОСТ 27384.
Выполнение комплекса работ по созданию и метрологической аттестации полевых МВИ на основе тест-комплектов крайне благоприятно сказалось на качестве и потребительских свойствах тест-комплектов и полевых лабораторий, т.к. привело к расширению области их применения и совершенствованию унифицированных методик анализа как инструментов для химического анализа вне лабораторий.
Таким образом, полевые методы и комплекты для гидрохимического анализа на их основе сегодня представляют собой инструментарий, позволяющий выполнять разнообразные химические анализы, и пригодный для эффективной работы в полевых и лабораторных условиях разным категориям специалистов — службам санитарно-химического, гидрологического, экологического и технологического контроля, в структурах МЧС и ГО, геологоразведки и охраны окружающей среды, а также в образовательных учреждениях и др. При использовании портативного оборудования в комплексе с аттестованными унифицированными МВИ ЗАО «Крисмас+» анализ воды осуществляется в соответствии с требованиями государственной системы единства и правильности измерений в полном объеме задач количественного химического анализа.
Литература
1. Руководство по анализу воды. Питьевая и природная вода, почвенные вытяжки / Под ред. к.х.н. А.Г.Муравьева. – изд. 2-е, перераб. – СПб.: «Крисмас+», 2012. – 264 с.
2. Муравьев А.Г. Новация: «полевые» МВИ. – В ж. «Методы оценки соответствия». М., РИА Стандарты и качество, №09, 2010, с.22-24.
3. Другов Ю.С., Муравьев А.Г., Родин А.А. Экспресс-анализ экологических проб: практическое руководство - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 424 стр.