коллеги добрый день Здравствуйте меня зовут Евгений панихин работаю по направлению контрольно испытательных лабораторий в Московском офисе компании шимадзу Европа гмбх сегодня Позвольте поприветствовать всех участников вебинара лица нашей компании и поблагодарить за проявленный интерес и время уделённое нашему мероприятию Сегодня мы проводим заключительный вебинар нашей серии где рассматриваем актуальные нормативные требования к испытанию продукции Согласно технически рег Таможенного союза методы определения показателей качества и безопасности продукции а также оборудование с помощью которого эти испытания могут быть проведены от испытаний продукции сегодня перейдём к теме экологического мониторинга мониторинга химических факторов замкнутых помещений и поговорим о анализе воздуха в частности эту тему раскроет Мой коллега фармаковского Вам слово поговорим о текущей нормативной документации которая есть в области анализа атмосферного воздуха и воздухо замкнутых помещений Ну как всегда начинаем с текущих нормативных документов вот здесь представлены не все нормативные документы которые предусматривают исследования воздуха с помощью методов газовой хроматографии и газовой хромато ма спектрометрии и наверное наибольший интерес для нас вот представляет тот нормативный документ который выделен у меня жирным шрифтом это перевод международного нормативного документа АСО 16.000 достаточно большой документ он содержит более 20 частей посвящённых всем аспектам анализа как атмосферного воздуха так воздухо замкнутых помещений Ну собственно если мы говорим об инструментальном анализе то особый интерес для нас представляет шестая часть этого документа которая посвящена отбором проб воздуха с последующим его анализом методом газовой ро Рома спектрометрии почему это важно Ну на самом деле те кто имел опыт работы по анализу образцов воздуха наверняка сталкивался с проблемой связанной с отбором образцов такие работы ведутся уже не одно десятилетие и собственно основная проблема Это была как правильно отобрать образы воздуха и правильно и их анализ с помощью газовых хроматографии использовались Различные подходы это отбор проб воздуха в канистры в пассивные сорбционные трубки прокачивание определённых объёмов воздуха через поглотитель трубки заполненные жидким поглотителем использование барбаров других ёмкостей заполненных той или иной жидкостью с последующим отбором этих проб [музыка] [музыка] отбора в общем приводили к существенным потерям И несмотря на высокую чувствительность собственно аппаратуры анализ не показывал содержание этих компонентов собственно решить эту проблему задача Именно этого нормативного документа поскольку он предусматривает стандартизированный отбор образцов воздуха с одновременным их концентрирование же ввод этих образцов в оборудование для газовой хроматографии либо хромат мас спектрометрии используется так называемый метод термической диссоции или термос который собственно достаточно прост по своему принципу на первом этапе мы осуществляем отбор образца воздуха пум непрерывного прокачивания оден обре заполненную тем или иным сорбентом органические компоненты которые содержится в воздухе оседают на поверхности сорбента задерживаются этим сорбентом одновременно происходит их концентрирование в объёме сорбента а постоянные компоненты воздушной среды такие как азот кислород углекислый га они свободно проходят не задерживаясь на этой трубке на втором этапе трубочку помещают в специальную печку где происходит её нагрев в непрерывном токе газо носителя который собственно используется для хроматографического анализа происходит десорбция при температуре тех компонентов которые находились в трубке и они да поступают в хроматографического или иного детектора вот на картиночки внизу слева представлена самая простая схема такого анализа пе либо напрямую подключается к капиллярной колонке либо через интерфейс который обеспечивает тот или иной уровень деления потока всё то что доссор биру ется с трубки напрямую поступает в капиллярную колонку Однако при такой схеме анализа существует проблема что если нагрев осуществляется недостаточно быстро или поток газа носителя также недостаточно большой у нас десорбция происходит медленно соответственно это приводит к размыванию хроматографических пив к не воспроизводимости результатов анализа и соответственно к падению чувствительности анализа для того чтобы решить такую проблему используется так называемая двухста ная термосов когда на пути от сорра устанавливается крио Ловушка где происходит дополнительное концентрирование тех компонентов которые Дерби с поглотительной трубки за счёт этого обеспечивается фокусирование этих компонентов дальше осуществляется быстрый нагрев крио ловушки и все сфокусируйся если посмотреть на требования нормативной документации можно увидеть что она предусматривает определение органических компонентов в воздухе в диапазоне от 055 до 0 ppb это достаточно низкий уровень концентрации не всякий газовый хроматограф оснащенный стандартным пла ионным детектором способен детектировать компоненты На таком уровне концентрации поэтому ВС больше и больше распространения получает всё-таки использование газовый хромато ма спектрометрии нижний предел определяемых компонентов Ну во-первых определяется собственно уровнем шумов самого детектора и уровнем холостого сигнала Ну холостой сигнал определяется при использовании трубки через которую пропущен тот же самый объём чистого воздуха либо чистого газа который заведомо не содержит определяемых компонентов в зависимости от сорбента который используется нижний предел может составлять И доля нанограмм либо нанограмм либо десятки нанограмм Ну вот жирным шрифтом выделен наиболее часто используемый сорбент это TA и нормативные документы предусматривает его использование Однако в ряде случаев возможно использование и традиционных сорбентов таких как хоросо папа и тому подобное Ну а верхний предел детектирования определяется Цион ёмкостью сорбента и соответственно линейным диапазоном используемого детектора Какие использу расчитано практически ВС оборудование это длина 90 мм или 3,5 дюйма внешний диаметр че дюйма и внутренний диаметр 5 мм в случае использования трубок из стали либо 4 мм в случае использования стеклянных трубок Ну как бы подобный размер бы признан оптимальным поскольку если мы используем труб боль там мы уже во-первых имеем проблемы с погрешностями за сч диффузионных эффектов плюс требуется большее количество сорбента Что приводит к удорожанию этих трубок при меньшем диаметре соответственно за счёт того что меньшее количество сорбента входит в эту трубку мы получаем снижение эсо мелкозернистый сорбент но тут также как в случае жидкостной хроматографии мы сталкиваемся с серьёзным повышением входного давления на трубку Что приводит к удорожанию собственно оборудования для термор за счёт изменения конструкции ну такие трубки подходят для пробы отбора при очень широком диапазоне скорое прокачивания от в минуту в основном используется инертная сталь опять-таки в некоторых специальных случаях используются стеклянные трубки но на сегодняшний день вот стальные трубки означенных габаритов являются как бы стандартным оборудованием Ну и опять-таки эти трубки можно заполнять либо моном либо несколькими сорбентами в порядке увеличения степени сорбции отбор образцов осуществляется с помощью специального насоса к которому подключается субр трубка пластиковой трубочкой и насос регулирует таким образом чтобы за определённый период времени он прокачал через трубку определённый объём воздуха Ну в принципе ГОСТ рекомендует при анализе летучей органики использовать объём воздуха от о до 10 лит Хотя в ряде случаев в ряде методик предусматривает прокачку очень больших объёмов вплоть до 200 л Если речь идёт скажем о анализе поле ароматики в воздухе и соединени содержа в концентрациях мене такое эмпирическое правило что ориентируется на то чтобы общая масса общее количество всех определяемых компонентов в трубке не превышала 1 миг Ну поскольку речь идёт о количественном анализе соответственно для того чтобы получать точные количественные результаты нам прибор нужно калибровать атно Цион трубками стандартная калибровка пум ввода стандартных образцов через стандартный испаритель газовых хроматограф обязательно нужно использовать при калибровке те же самые сорбционные трубки и здесь есть два подхода Ну наиболее правильный наиболее корректный подход это использование Рова ндат атева газовых смее Уви и про реального воздуха через поглотитель трубки дальше эти стандартные трубки помещаются в оборудование для термор и проводится дуровка прибора но не всегда такие аттестованные газовые смеси есть у пользователей в наличии поэтому ное Дори градуировочных стандартов которые наносятся непосредственно в сорбционный простой способ внесения этих стандартов это взять обычный шприц и через проницаемости этот жидкий стандартный образец непосредственно абсорбционной показано жидкие калибровочные стандарты с одновременной продувкой инертным газом и с одновременным удалением растворителя в котором разведены эти жидкие градуировочный стандарты Ну и концентрация считается очень просто Сначала по калибровочное масу собственно определяемых компонентов ид из об прочего образца воздуха мы определяем концентрацию этих компонентов уже непосредственно в воздушной среде Какое оборудование нам потребуется для проведение подобного рода анализов Ну естественно в первую очередь это собственно газовый хроматограф или хромато ма спектрометр осный устройством для об нам потребуются социо трубки нам потребуется насос для прокачивания объёма воздуха через эти трубки и не нужно забывать про калибратор для насоса для того чтобы установить точную зависимость между временем прокачки и объёмом прошедшего иногда пользователи про калибратор забывают есть насосы со встроенными но этот Аспект обязательно нужно иметь в виду и вообще рекомендуется проводить калибровку насосы Перед каждым выходом для отбора проб воздуха Ну и собственно нам потребуется ещё дополнительное оборудование для работы с сорбционные трубками Ну это во-первых градуировочный стандарты будь то газовые либо жидкие стандарты нам потребуется устройство для градуировки Ну как минимум шприц для введения жидких стандартов арцингер немножко отвлекаясь от темы можно сказать что это такая очень распространенная ошибка пользователей когда на выделенные особенно пользователи которые работают в государственных структурах когда на все выделенные деньги приобретается оборудование для анализа и совершенно забывается о сопутствующей оборудова без которого проведение этих анализов невоз проводить анализы делать работу на НМ невозможно вот в случае анализа воздуха без сопутствующего оборудования приобретение самого прибора не имеет большого смысла потому что не без сорбционных трубок без насоса без калибратора без стандартных образцов анализы проводиться не могут вот эти вот апе жать в голове Когда вы планируете приобретение оборудования для анализа воздуха Ну не буду долго останавливаться собственно непосредственно на оборудовани для хроматографии или хромата ма спектрометрии о нём уже говорилось не один раз две модели газовых хроматограф на сегодняшний день представляет компания shim и три модели газового хромата ма спектрометра Ну если мы говорим о анализе атмосферного воздуха в принципе нам будет достаточно модели монок водполимер gcms qp220 и соответственно нам понадобится оборудование для термо десорбции шимадзу представляет две модели термосов какие отличительные особенности этих моделей Ну в первую очередь это автоматизация анализа обе модели включают в себя встроенный Автодор либо на 60 либо на 120 сорбционных трубок оба прибора оба термор Бера напрямую подключаются к капиллярной колонке что исключает рис поте об ктото из Рия нашего российского Роспотребнадзора возможно он видел таю вот комбинацию как на этой фотографии Это старая модель нашего газового хромата ма спектрометра gms2 и хорошей английской фирмы Mar internation но вы видите Какая длинная соединитель лини сорра собственно к узлу водо проб во-первых она открыта на окружающую среду она подвержена тем или иным колебаниям температуры которая может быть в лаборатории плюс существует большой риск потери пробы за счёт скажем адсорбции тех или иных компонентов на материале вот этой вот подающей линии это не есть хорошо в нашем же случае как вот показано на этой схеме рбе напрямую через интерфейс который осуществляет регулирование величины деления потока напрямую подключается к капиллярной колонке соответственно риск потери образца в нашем случае минимальный интересная особенность это возможность проведения повторной термос образца очень интересная особенность наших приборов - это возможность введения внутреннего стандарта все мы знаем как бы из курса аналитической химии что в случае высокоточного количественного анализа Нам необходимо использовать внутренние стандарты Ну в случае простых обычных стандартных термосов нам эти внутренние стандарты нужно самостоятельно в каждую опцион трубку вводить соответственно возможны те или иные ошибки связанные с руками оператора вот в случае использовани термор беров шимадзу такой риск исключён приборы могут сами добавлять внутренние стандарты и соответственно это приводит к существенному повышению точности анализа очень интересная особенность которая реализована в очень многом оборудовании компаниио это так называемая возможность перекрёстного ввода образцов то есть обработка образца начинается до того как закончился анализ предыдущего образца за счёт этого существенно сокращается время между двумя последовательными анализами соответственно это приводит к существенному производительности ра лаборатории и немаловажный факт что естественно РСО производства шимадзу они бесшовное в программное обеспечение шимадзу и в отличия от использования скажем решения от третьих сторон нет необходимости в использовании какого-либо дополнительного ррра напрямую подключается к капиллярной колонке в том случае если вы используете одноканальный прибор на нём уже невозможно проводить какие-либо другие Анализы у вас просто нет свободного порта свободного испарителя для ввода каких-либо других образцов то есть одноканальный прибор у вас будет всегда использова исключительно под анализ воздуха подобно решение по каким-то причинам Вас не устраивает можно воспользоваться альтернативной решением это использование многофункционального испарителя отик 4 это достаточно интересный инструмент действительно многофункциональный испаритель который работает как стандартный испаритель с делением без деления потока плю вмре други режи ввода как-то непосредственный ввод в колонку с программируемый температуры дозирования больших объёмов ролис и тому подобное в том числе и проведение термор но тут Нужно отметить что как бы расплаты за многофункционально явр это каждую абсорбциометрия здесь в принципе технически возможна но экономически абсолютно не оправдана потому что стоимость её может превышать стоимость отдельного термор Бера поэтому только ручной ввод соответственно вам нужно снять с трубочки крышки который её герметично закупоривают и вручную поместить в испаритель только прямая термор использование крио ловушки опять-таки здесь затруднительно Ну и поскольку это решение не от от французской компании вам необходимо будет использовать дополнительно управляющую цию наото дополнительное программное обеспечение что не всегда удобно но повторюсь это альтернативное решение в том случае когда вы хотите использовать одноканальный прибор для проведения широкого спектра анализов в том числе и анализ жидких образцов термос сорц возможно анализ твёрдых образцов с помощью пиролиза подобное решение это всё позволяет делать Ну несколько примеров это вот определение ароматики в воздухе с помощью газового хроматографа с пламенно инвестиционным детектором достаточно быстрый анализ Ну и естественно с использованием термор Бера достаточно быстрый простой анализ Более сложный анализ - это определение ароматических углеводородов в воздухе как я уже говорил для подобного анализа требуется прокачка существенно больших объёмов Ну вот как в данном случае через поглотитель трубку пропустили аж 180 л воздуха для того чтобы определять компоненты на очень низком уровне концентрации речь идёт о единицах пяти Ну и в заключении хочу остановиться на универсальном решении мы уже неоднократно на этом решении останавливались которое позволяет осуществлять очень большой спект практически все возможные виды анализов с использования газового хромата масс спектрометра ещё раз хочу подчеркнуть что подобное решение оно реализуется исключительно на газовых хромата МАЗ спектрометра Шима благодаря возможности одновременного подключения двух капиллярных колонок к интерфейсу ма спектрометра это собственно газовый хромато мас спектрометр Это термор для анализа образцов воздуха и это многофункциональный Автодор который позволяет осуществлять дозирование как жидких так и газообразных образцов это анализ воды это анализ пищевых продуктов анализ полимеров и тому подобное всё это можно осуществить на одном приборе две капиллярные колонки два автодора и фактически одним прибором вы закрываете полный Спектр анализов который необходимо выполнять в рамках действующей нормативной документации на этом У меня всё до свидания