ЛАБОРАТОРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ SHIMADZU ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ВОДЫ

15 ноября 2016 г.
 

Аналитические лабораторные приборы производства японской приборостроительной корпорации SHIMADZU, предназначенные для контроля элементного состава воды, успешно используются в лабораториях многих отечественных предприятий и организаций, в том числе и в лабораториях водоканалов на протяжении многих лет.

Сухомлинов А.Б.,

директор компании «ШимЮкрейн» – генерального дистрибьютора SHIMADZU в Украине и Республике Молдова

 

В настоящее время наиболее распространенными приборами, применяемыми с этой целью, по-прежнему являются молекулярные абсорбционные спектрофотометры УФ-видимого диапазона. Приборы этого типа позволяют выполнять измерения концентрации не только компонентов элементного состава, но и концентрации анионов, а также выполнять измерения по таким показателям как цветность и мутность.

Корпорация SHIMADZU выпускает шесть моделей молекулярных абсорбционных спектрофотометров УФ-видимого диапазона: UV-1280, UV-1800, UV-2600, UV-2700, UV-3600 и UV-3700. Из них для контроля качества воды применяются три модели: UV-1280, UV-1800, UV-2600. Выбор той или иной модели прибора определяется аналитической задачей лаборатории. При выполнении измерений с использованием широких полос поглощения, подходит модель UV-1280 с фиксированной (5нм) СПП (спектральной полосой пропускания) или модель UV-1800 (Фото 1) с более узкой фиксированной (1нм) СПП. При необходимости измерять спектры, состоящие из большого количества узких полос, следует применять высокоразрешающий спектрофотометр с переменным значением СПП модели UV- 2600. Этот спектрофотометр имеет регулируемую СПП, минимальное значение которой составляет 0,1нм.

Фото 1. Измерения на спектрофотометре УФ-видимого диапазона SHIMADZU модели UV-1800 

Для определения содержания металлов в воде чаще всего используют либо атомно-абсорбционные спектрометры, либо атомно-эмиссионные спектрометры с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-спектрометры). Из двух моделей атомно-абсорбционных спектрометров АА-6200 и АА-7000, наиболее популярной является АА-7000 (Фото 2), которая по праву может считаться образцом высокоавтоматизированной современной системы анализа по методу атомной абсорбции. В этом спектрометре двухлучевая оптическая схема с автоматической оптимизацией потока газа и автоматической оптимизацией высоты горелки обеспечивает долговременную стабильность (например, при выполнении подряд 600 измерений относительное стандартное отклонение не превышает 1%), а также надежность результатов при изменении состава матрицы, в том числе в матрицах с высоким содержанием органики.

Фото 2. Измерения на атомно-абсорбционном спектрометре SHIMADZU модели АА-7000

Высококачественная оптика и усовершенствованная конструкция электротермического атомизатора позволяют проводить анализ следовых количеств тяжелых металлов в пробе (например, определение свинца на уровне концентрации 0,05 мкг/л, а определение марганца на уровне концентрации 0,01 мкг/л). В приборе АА-7000 используется система полностью автоматического переключения режимов атомизации в пламени и электротермической атомизации по соответствующей команде программного обеспечения.

При необходимости анализировать большое число проб удобной альтернативой является использование ИСП-спектрометра, измерения на котором выполняются одновременно для всех определяемых компонентов пробы. Для контроля воды корпорация SHIMADZU предлагает ИСП-спектрометр серии ICPE-9800, включающей две модели: ICPE-9810 и ICPE-9820 (Фото 3) с низким расходом аргона для поддержания плазмы (максимум 8 л/мин). Указанные две модели различаются набором режимов наблюдения плазмы (аксиальный и радиальный), что помогает оптимизировать анализ в зависимости от уровня концентраций определяемых компонентов.

Фото 3. Измерения на атомно-эмиссионном ИСП-спектрометре SHIMADZU модели ICPE-9820

Эти приборы позволяют одновременно обрабатывать более миллиона спектральных линий, относящихся как к определяемым, так и всем остальным компонентам пробы, обеспечивая этим не только быстроту анализа, но и высокую точность результатов.

У ИСП-спектрометров SHIMADZU есть еще одно очень важное преимущество – им не нужен дорогой высокочистый аргон. Обычного аргона чистотой 99,95% вполне достаточно. Для этого есть две причины. Во-первых, в приборе SHIMADZU применяется вакуумирование оптической системы вместо продувки ее особочистым аргоном (для продувки можно применять только особо чистый аргон чистотой 99,998% во избежание загрязнения оптических элементов прибора неочищенным аргоном). Во-вторых, в приборе SHIMADZU для поддержания плазмы также достаточно обычного аргона. Известно, что максимальная (100%) полнота свечения плазмы в ИСП-системах, от которой зависит сама возможность проведения надежных аналитических измерений, обычно достигается только при чистоте аргона, приближающейся к 100%. В приборе SHIMADZU благодаря принципиально новой конструкции блока высокочастотного питания, полнота свечения плазмы достигает 100-процентного значения даже при низкой чистоте аргона (99,88%). Поэтому для проведения аналитических измерений на приборе SHIMADZU вполне достаточно обычного аргона, чистота которого нормируется как 99,95%, в то время как для приборов других производителей требуется дорогостоящий высокочистый (99,998%) аргон. Приведенные выше данные по снижению общего потребления аргона и отсутствию необходимости использовать высокочистый аргон показывают, что применение прибора SHIMADZU снижает эксплуатационные затраты в столь высокой степени, что в течение нескольких лет экономия средств становится соизмеримой со стоимостью самого прибора.

Во многих случаях при контроле элементного состава воды возникает задача определения отдельных изотопов определяемых элементов. Эта задача может быть решена с помощью атомно-эмиссионного масс-спектрометра (ИСП-масс-спектрометра). Корпорация SHIMADZU предлагает для этой цели новый ИСП-масс-спектрометр модели ICPMS-2030 (Фото 4).

Фото 4. ИСП-масс-спектрометр SHIMADZU модели ICPMS-2030

Следует отметить, что масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС), помимо прочего, является более чувствительным инструментальным методом элементного анализа, чем широко применяемые в настоящее время оптические методы атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС). Если при использовании ААС и ИСП-АЭС возможно определение примесей с концентрациями порядка 0,1 ppb, то при переходе к ИСП-МС реальным становится определение единиц ppt. Однако использование столь чувствительного средства измерения сопровождается повышением требования к эффективности учета мешающего влияния компонентов, присутствующих в пробе в избыточном количестве. В новом приборе SHIMADZU модели ICPMS-2300 указанное требование выполняется с высокой эффективностью, позволяя существенно ускорить проведение анализа. Это достигается за счет использования специальных функций «Development Assistant» и «Diagnosis Assistant». Перед тем, как проводить измерение, оператор обычно выполняет т.н. процедуру создания метода. При использовании прибора ICPMS-2300 эта процедура выполняется с помощью функции “Development Assistant”, автоматически подбирающей массовые числа для целевых элементов и внутренние стандарты на основе качественных данных для всех элементов. Это значительно сокращает время, необходимое для создания метода. Если при работе с приборами других производителей на это требуется 10 минут, то при использовании прибора SHIMADZU модели ICPMS-2300 достаточно всего лишь двух минут. На стадии измерения включается функция “Diagnosis Assistant”, автоматически проверяющая спектральное мешающее влияние по данным масс-спектров всех присутствующих в пробе элементов. Для того, чтобы выполнить аналогичную процедуру при работе с приборами других производителей, требуется 30 минут, в то время как при выполнении измерений на приборе SHIMADZU модели ICPMS-2300 на это уходит всего лишь три минуты. Таким образом, новый ИСП-масс-спектрометр SHIMADZU может быть охарактеризован как первый в мире прибор данного типа, обеспечивающий быстрый анализ, что является практически важным для промышленного применения.

Не менее важным качеством прибора SHIMADZU модели ICPMS-2300 является минимизация эксплуатационных расходов. Известно, что все приборы, использующие индуктивно-связанную плазму (как приборы ИСП-АЭС, так и приборы ИСП-МС), потребляют большое количество аргона и это обстоятельство неизбежно заставляет оценивать эксплуатационные расходы. В этом плане прибор SHIMADZU модели ICPMS-2300 имеет большое преимущество. Оно складывается из двух составляющих: низкое общее потребление аргона и отсутствие необходимости использования дорогостоящего высокочистого аргона. Что касается потребления аргона, то при использовании прибора SHIMADZU модели ICPMS-2300 за счет мини-горелки специальной конструкции общее потребление аргона составляет всего лишь 10 л/мин, в то время как в приборах других производителей общее потребление аргона в 2-3 раза больше.

Второй аспект – требование к чистоте потребляемого аргона – делает преимущество прибора SHIMADZU модели ICPMS-2300 (аналогично рассмотренным выше оптическим атомно-эмиссионным ИСП-спектрометрам серии ICPE-9800) еще более существенным.

 

Генеральный дистрибьютор аналитического оборудования SHIMADZU в Украине и Республике Молдова: 
ООО «ШимЮкрейн»
г. Киев, 01042, ул. Чигорина 18, офис 428/429
Тел./факсы: (044)    284-24-85,    284-54-97,    390-00-23.
E-mail: shimukraine@gmail.com

www.shimadzu.com

www.shimadzu.ru

Коментарии

Смотрите также
 
Популярное