Применение ТАС-986 в экологическом мониторинге? 

Когда заходит речь об атомно-абсорбционной спектрометрии в экологии, многие сразу думают о дорогих импортных приборах, вроде PerkinElmer или Thermo. А про наш ТАС-986 часто отмахиваются — мол, ?китайский?, значит, для рутинных задач, точность под вопросом. Вот это и есть главное заблуждение, с которым сталкивался не раз. На деле, если знать его характер и правильно ?приручить?, для ряда задач в мониторинге — это очень надежный рабочий конь. Не идеальный, со своими причудами, но свой.

Почему именно ТАС-986? Контекст наших реалий

Всё упирается в практику. Лаборатории, особенно региональные, которые ведут мониторинг сточных вод, почв, осадков — бюджет не резиновый. Закупить и содержать парк ?перкинэлмеров? часто нереально. А анализов — поток. Тут и появляется ТАС-986 как компромиссное решение. Цена вопроса существенно ниже, ремонтопригодность выше, запчасти доступнее. Я сам лет семь назад начинал работать на таком в одной из лабораторий надзора за водными объектами. Первое впечатление — громоздкий, интерфейс не самый дружелюбный, но… живучий.

Ключевое для экологии — это определение тяжелых металлов: свинец, кадмий, медь, цинк, никель, хром. Для этих элементов чувствительности ТАС-986 в большинстве случаев хватает с запасом, чтобы укладываться в нормативы ПДК. Например, для контроля сбросов в рыбохозяйственные водоемы. Проблема не в приборе, а в подготовке пробы. Помню, как мучились с матричными эффектами при анализе фильтратов почв с высоким содержанием органики — пламя воздух-ацетилен горело нестабильно, фон плавал. Пришлось подбирать модификаторы матрицы, в нашем случае хорошо пошел нитрат палладия с магнием для кадмия и свинца. Это тот самый момент, когда ?коробку? нужно дополнять своей экспертизой.

Еще один нюанс — экологический мониторинг часто требует не прецизионности в третьем знаке после запятой, а стабильности, воспроизводимости и скорости при серийных анализах. И здесь у 986-го есть преимущество: прогрев, калибровка — процедуры отработанные, сам атомайзер достаточно стабилен в работе по 6-8 часов кряду. Мы им делали по 40-50 проб в смену на определение трех-четырех элементов. Главное — вовремя менять капилляры и чистить распылитель, иначе чувствительность проседает, и вот тогда начинаются ошибки, которые потом и порождают мифы о ?неточности?.

Оборудование и поддержка: где брать и как обслуживать

Тут стоит упомянуть поставщиков. Один из тех, с кем приходилось иметь дело по запчастям и консультациям — это ООО Внутренняя Монголия Санпу Экспериментальное Оборудование. Наткнулся на их сайт https://www.nmgspsy.ru несколько лет назад, когда искал замену сгоревшему магнитоуправляемому контакту на автоподатчике. Компания, как видно из описания, занимается не только аналитикой, но и материалами — от керамики до твердых сплавов. Что интересно, это наложило отпечаток: некоторые детали горелок и держатели для них у них были керамические, очень стойкие к коррозии. Заказывали у них кюветы и капилляры. Качество было ровное, без сюрпризов, что в нашей работе критично. Сама компания, ООО Внутренняя Монголия Санпу Экспериментальное Оборудование, позиционирует себя как высокотехнологичное предприятие с 2015 года, и в плане обеспечения именно ?железом? для приборов они достаточно надежны. Не скажу, что это панацея, но как один из источников — вполне.

Но вернемся к обслуживанию. Самая частая головная боль — система подачи газа. Манометры на ТАС-986 бывают капризные, требуют регулярной поверки. Мы раз в квартал обязательно калибровали расходы по воздуху и ацетилену с помощью мыльнопузырькового расходомера — дедовский метод, но отклонения вылавливал. Если этого не делать, можно получить систематическое смещение по чувствительности, особенно для элементов с высокой энергией возбуждения, вроде кальция или магния (да, их тоже иногда в воде смотрим).

И да, автоподатчик. Штука полезная, но источник дополнительного шума. Иглы забиваются, особенно если пробы с взвесями или плохо минерализованные. Приходилось ставить дополнительные фильтры или центрифугировать всё, что идет на анализ. Без этого — простои и внеплановая чистка. Это к вопросу о том, что в экологическом мониторинге подготовка пробы — 80% успеха. Прибор лишь фиксирует результат.

Полевые истории: когда всё пошло не так и что извлекли

Хочется привести пример не из учебника. Как-то раз пришла серия проб донных отложений из городского водоема. Задача — определить валовое содержание металлов. Минерализацию провели по стандартной методике, с азотной кислотой и перекисью. На ТАС-986 всё откалибровали, а вот хрома не находило вообще, будто его и нет. При этом по данным рентгенофлуоресценции (проверили позже) он там был. Начали копать.

Оказалось, что в нашей методике минерализации для Cr(VI) всё было нормально, а вот трехвалентный хром в составе некоторых устойчивых комплексов мог ?ускользать?. Пламенная атомизация на воздух-ацетилене для хрома — и так не самая эффективная, а тут еще и матрица сложная. Пришлось переходить на закись азота-ацетилен, что для ТАС-986 требует смены горелки и юстировки. Плюс — ввели стадию концентрирования с соосаждением. Только тогда цифры появились и сошлись. Вывод: ТАС-986 — не волшебная палочка. Его возможности определяются не только паспортными данными, но и глубиной понимания химии анализируемого объекта. Сложные матрицы — его ахиллесова пята.

Был и обратный случай, положительный. Мониторинг ливневых стоков с автомагистрали. Нужно быстро, дешево и массово отслеживать цинк и свинец (износ шин, выхлопы). Здесь ТАС-986 показал себя блестяще. Прямое определение после простой кислотной экстракции. Автоподатчик, серия калибровочных растворов, и за полдня — сотня проб. Экономический эффект для лаборатории был значительным. Именно для таких типовых, но массовых задач он создан.

Сравнение с другими методами и место в арсенале лаборатории

Сейчас, конечно, все увлекаются ИСП-МС. Метод мощный, многозлементный, чувствительный. Но сравните стоимость анализа, особенно когда металлов нужно 3-4, а не 30. Для рутинного экологического мониторинга, где регламентирован список контролируемых элементов, часто избыточен. ТАС-986 в этом плане — целевой инструмент. Как молоток: гвозди забивать — идеально, шурупы закручивать — уже не то.

Еще одно сравнение — с вольтамперометрией. Для кадмия, свинца, меди она иногда чувствительнее. Но опять же — скорость, возможность автоматизации, стоимость одного определения. И снова, для потока проб, где нужна производительность, атомно-абсорбционный спектрометр с пламенным атомизатором часто выигрывает. Наш 986-й стоял в одном помещении с вольтамперометрическим анализатором, и они не конкурировали, а дополняли друг друга. Сложные, ?грязные? пробы с низкими концентрациями шли на вольтамперометрию после соответствующей подготовки, а потоковые — на ТАС.

Поэтому его место — это рабочая лошадка в лабораториях, где не требуются суб-ppb уровни обнаружения, но есть жесткие требования к объему работ и себестоимости анализа. Он не для научных открытий, он для ежедневного контроля, для протоколов, для принятия оперативных решений. И в этой нише он до сих пор актуален.

Взгляд в будущее и итоговые соображения

Будет ли он использоваться через 10 лет? Думаю, да, но в более модернизированном виде или в специфических нишах. Основной тренд — это миниатюризация и полевые методы. Но там, где нужна стационарная лаборатория с высоким потоком проб на тяжелые металлы, такие аппараты еще долго продержатся. Их парк огромен, методики на них аттестованы, персонал обучен.

Главный совет тем, кто начинает работать с ТАС-986 в экологии — не ждите от него чудес ?из коробки?. Изучите его слабые места: нестабильность пламени при изменении состава пробы, забивание распылителя, дрейф нуля. Ведите журнал контроля качества ежедневно: холостые опыты, контрольные стандарты, скользящие калибровки. Только так можно гарантировать достоверность данных для экологического мониторинга.

И последнее. Любой прибор — это всего лишь инструмент. Ценность представляет не цифра на экране, а интерпретация, которую дает специалист, знающий и возможности своего спектрометра, и природу образца. ТАС-986 учит этому, потому что прощает мало. Зато, если ты на нем выжал стабильные и правильные результаты, это настоящая профессиональная гордость. Пусть и на скромном, ?китайском?, но своем, проверенном в десятках тысяч измерений аппарате.