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LAB Dossier Ambiente ARIA ACQUA SUOLO LAB & Ambiente Il ruolo dei metodi elettrochimici nella diagnostica ambientale. Gli elettroni ‘verdi’ A cura di Luigi Campanella, Dipartimento di Chimica, Università degli Studi diRoma "La Sapienza" Il monitoraggio elettrochimico è anche una componente di un sistema più ampio (cromatografico ad esempio) che ha l´importante funzione di separare i costituenti di una miscela complessa. Due casi di tali sistemi strumentali composti, l´elettroforesi capillare e la cromatografia ionica, hanno fatto progressi enormi negli ultimi anni I metodi elettrochimici per il monitoraggio di agenti inquinanti possono essere classificati in potenziometrici, amperometrici, coulombometrici, voltammetrici, conduttometrici. Un´ulteriore distinzione si riferisce all´inquinante da monitorare gassoso o in soluzione. Comunque in molti casi è opportuno includere a monte dell´analisi un cambiamento di fase. Un caso tipico è rappresentato dalle misure di umidità per le quali le molecole di acqua vengono vaporizzate elettrotermicamente prima della loro rivelazione amperometrica. Anche il campo dei sensori potenziometrici è cresciuto moltissimo negli ultimi anni e con esso le applicazioni ambientali. Malgrado ciò le origini del potenziale di membrana non sono completamente chiare anche se vengono correlate agli equilibri di Donnan ed ai processi diffusivi. La comprensione dei fenomeni di trasporto nei sistemi polimerici a membrana rimane un´area di ricerca molto attiva. Uno sforzo notevole è stato compiuto per sviluppare sensori a gas tenuto conto dei numerosi inquinanti gassosi che hanno catturato l´attenzione dei ricercatori. Il gas diffonde attraverso la membrana nella soluzione interna di riferimento che è in contatto con un elettrodo ionoselettivo. L´elettrolita e l´elettrodo vengono scelti in modo da apportare al sistema il massimo possibile della selettività. Gli sforzi della ricerca nel campo degli elettrodi ionoselettivi hanno chiaramente allargato il loro campo di intervento. La sintesi e la caratterizzazione di nuovi ionofori ionoselettivi è stata, ed ancora è, una direzione primaria di ricerca in questo campo. Da un lato le tecniche di microfabbricazione hanno permesso di costruire batterie di sensori affidabili con un elevato potenziale commerciale, dall´altro sono stati descritti i modelli che descrivono il comportamento alle risposte di questi sensori. Il primo aspetto è stato condizionato dalla capacità di legare covalentemente i componenti della membrana alla matrice, il secondo dai progressi nelle scienze elettroniche ed informatiche. Mentre il concetto di sistema integrato è stato realizzato per il mercato dei sensori ionici nel campo delle analisi cliniche esso non è stato adottato per applicazioni nel campo del monitoraggio ambientale. Ciò è dovuto a differenti motivi: i sensori potenziometrici per le specie di interesse ambientale non esistono o se esistono non sono dotati delle richieste caratteristiche in termini di selettività e limiti di rivelabilità; la possibilità emergente di abbassare il limite di rivelabilità di questi dispositivi di almeno tre ordini di grandezza è di fatto la massima aspirazione 40 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO Diagnostica ambientale Schema di un sistema per elettroforesi capillare Elettroforesi capillare L'elettroforesi capillare, conosciuta anche come elettroforesi di zona capillare, può essere usata per separare specie ioniche utilizzando le cariche ioniche e le forze di frizione. Nell'elettroforesi tradizionale, le particelle elettricamente cariche si muovono in un liquido conduttivo sotto l'influenza di un campo elettrico. La tecnica dell'elettroforesi capillare, introdotta negli anni sessanta, è pensata per separare le specie basandosi sulla dimensione del rapporto di carica all'interno di un piccolo capillare riempito con un elettrolita per poterne consentire l´applicazione in campo ambientale; oppure il mercato è relativamente frammentato nel senso che ogn’industria ha una differente lista di "desiderata", cioè delle specie da monitorare e degli intervalli relativi di concentrazione; questo è in contrasto con quanto avviene in campo clinico dove, ad esempio, le composizioni e le concentrazioni di interesse sono definite e relativamente costanti. Nel caso dei sensori amperometrici e coulombometrici c´è da dire che in generale ogni specie elettroattiva può potenzialmente essere monitorata con tali sensori. Nondimeno la prima sfida nella costruzione di questi dispositivi sta nel superamento di alcuni problemi quali l´avvelenamento dell´elettrodo, la reversibilità elettrochimica e la sensibilità verso specie interferenti. Le determinazioni voltammetriche nelle differenti tecniche presentano problemi diversi che vanno dalla mancanza di materiali elettrodici idonei alla formazione di film sugli elettrodi di lavoro alla scarsa sensibilità. Questa e la selettività possono essere migliorate (fini a cento volte) introducendo preliminarmente uno step di accumulo che è fortemente influenzato dal solvente, dal materiale elettrodico, dal pH, dal potenziale applicato e dalla temperatura. Le tecniche elettrochimiche in particolare quelle basate su sensori amperometrici e potenziometrici hanno trovato applicazioni anche nell´analisi in situ (fiumi, laghi, mari). In genere però il limite di queste applicazioni sta nel fatto che tali tecniche consentono misure di una sola specie per ciascuno degli elettrodi impiegati così precludendo un quadro completo dei processi microbiologici e geochimici che avvengono. Inoltre la selettività è spesso molto bassa. La voltammetria, consentendo la misura delle concentrazioni di parecchie differenti specie mediante lo stesso elettrodo è una valida alternativa. L´elettrodo a goccia di mercurio è risultato il più applicato a causa della sua alta capacità di rigenerazione in situ attraverso l´applicazione di potenziali di condizionamento e la sua larga finestra analitica per misurare molte specie in una sola scansione di potenziale. Rispetto al problema dell´analisi ambientale in situ anche i biosensori risultano di particolare interesse. Numerose importanti sensori enzimatici, sono stati di recente costruiti per il monitoraggio ambientale e poiché l´immobilizzazione del sistema biologico è un aspetto determinante ai fini di un prodotto affidabile sono stati sviluppati molti materiali intelligenti Elettrodi ionoselettivi Misuratore portatile pH/concentrazione modello 290A come i fotopolimeri. Il potenziale per un applicazione ambientale di un biosensore sta nell´abilità a misurare l´interazione fra l´inquinante ed il sistema biologico attraverso la capacità di un riconoscimento biomolecolare. Le applicazioni ambientali dei biosensori variano fra la ricerca di base e la realizzazione di prodotti commerciali, questa per la verità piuttosto modesta soprattutto se confrontata con il campo alimentare e quello clinico. Complessivamente si può affermare che in campo ambientale esistono molti più esempi di applicazione di metodi elettrochimici alla rimozione di inquinanti ed al riciclo che al monitoraggio, dove perfino l´uso continuo delle tecniche dinamiche elettroanalitiche sembra restare indietro rispetto ad altri approcci (ISE; sensori). Questo trend generale sottolinea la barriera culturale che impedisce l´adozione di nuovi metodi. E´facile lavorare con generatori di potenza e voltmetri piuttosto che capire i labirinti di un potenziostato/amperostato. A peggiorare le cose le modificazioni chimiche o l´ottimizzazione della superficie di un elettrodo di lavoro è spesso arte più che scienza. Cromatografia a scambio ionico Metrohm mod. 850 Cromatografia a scambio ionico La cromatografia a scambio ionico, o semplicemente cromatografia ionica (IC), è il tipo di cromatografia che si basa sul principio di attrazione tra gli ioni di carica opposta. Molti composti organici, come ad esempio gli amminoacidi, possono avere parti della molecola polari favorendo quindi la loro separazione tramite questo metodo. La carica netta che questi composti presentano dipende dal loro pKa e dal pH della soluzione. Molto importante è anche il ruolo della determinazione della concentrazione dei cationi e anioni nell'ambito dell'analisi delle acque. La cromatografia a scambio ionico permette di separare molto semplicemente gli ioni. È molto utile per la purificazione di campioni analitici poiché, ad esempio, si potrebbe aver bisogno di analizzare un anione in una matrice di cationi. Come le altre metodiche cromatografiche è poi inoltre in grado di effettuare determinazioni quali-quantitative. LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 41 LAB & Ambiente Monitoraggio dei microinquinanti organici nelle emissioni e in aria ambiente Il centro siderurgico ILVA di Taranto, (il più grande d’Europa) ha la triste fama di essere il più inquinato di Europa Con il termine inquinanti organici persistenti (POP) la moderna scienza ambientale individua famiglie di composti organici chimicamente stabili, caratterizzati da una marcata tossicità e da lunghi ``tempi di vita'' nell'ambiente. Grazie alla stabilità chimica e al carattere lipofilo, danno luogo a processi di bioaccumulo e biomagnificazione. Ciò si traduce nel fatto che anche una contaminazione ambientale a livelli inferiori a parti per miliardo può creare pericoli per l'uomo, ultimo anello della catena alimentare. Il latte materno infatti, ricco di grassi, è una delle matrici in cui si accumulano i POP: l'allattamento diventa la principale fonte d’assunzione di queste sostanze per i neonati I POP più conosciuti sono i PoliCloroBifenili (PCB), le PoliCloroDibenzoDiossine (PCDD), i PoliCloroDibenzoFurani (PCDF), i Pesticidi Organo Clorurati (POC, fra cui il DDT), gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) e l'EsaCloroBenzene (HCB). Trattandosi di sostanze altamente tossiche, cancerogene e a lungo persistenti nell’ambiente, la Convenzione di Stoccolma, entrata in vigore nel 2004 e sottoscritta da oltre 150 paesi fra cui l’Italia – unico paese europeo a non averla ancora ratificata - ha stabilito che per 12 POPs (Persistent Organic Pollutants), tra cui la diossina, sia vietata la produzione intenzionale e sia ridotta quanto più possibile quella non intenzionale, risultante come sottoprodotto inevitabile di svariati processi. Recentemente, la lista dei POPs è stata estesa a ulteriori 9 composti (http://chm.pops.int/Portals/0/download.aspx?d=UNEP-POPSTREATY-NOTIF-CN524-2009.En.pdf). Lo scopo è ridurre l’immissione nell’ambiente di queste sostanze dato che, una volta prodotte, è praticamente impossibile eliminarle. Gli studiosi sono concordi nell’affermare che, nonostante l’esposizione umana per alcuni POP’s si sia dimezzata dalla fine degli anni ottanta, resta indispensabile continuarne il monitoraggio in quanto il trend di alcuni risulta ancora in crescita (PBDE ad esempio). Nel 2001 la Commissione delle Comunità Europee scrive: Sebbene esista una normativa che disciplini queste sostanze e nonostante siano già stati compiuti progressi sul fronte della riduzione delle emissioni e dell’esposizione di soggetti umani a tali sostanze, permangono ancora molte lacune. Ciò che manca fondamentalmente è un approccio sistematico al problema. Occorre intervenire prontamente per ridurre ulteriormente le emissioni di tali sostanze e prevenire gli effetti negativi che le diossine e i PCB esercitano sull’ambiente e sulla salute umana (COMUNICAZIONE DELLA COMMISSIONE AL CONSIGLIO, AL PARLAMENTO EUROPEO E AL COMITATO ECONOMICO E SOCIALE- Strategia comunitaria sulle diossine, i furani e i bifenili policlorurati - COM(2001) 593 definitivo). 42 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO a cura di Stefano Raccanelli I POP, infatti, passano da un territorio (nazione) all’altro trasportati dai venti o dalle acque, o con la commercializzazione di mangimi o alimenti inquinati come pesce e prodotti ittici, carni, latte e prodotti caseari ottenuti da animali che hanno vissuto e si sono alimentati in ambienti contaminati. Le diossine si prestano degnamente come capostipite di riferimento per seguire il “viaggio” dalle fonti al recettore finale: l’uomo. Si tratta di molecole particolarmente stabili e persistenti nell’ambiente, con tempi di dimezzamento che variano a seconda delle molecole e della matrice esaminata: ad esempio per la TCDD i tempi di dimezzamento sono da 7 a 10 anni nel corpo umano1 e oltre100 anni nel sottosuolo; sono insolubili in acqua e hanno una elevata affinità per i grassi; sono inoltre soggette a bioaccumulo e biomagnificazione e nell’uomo la loro assunzione avviene per oltre il 90% per via alimentare, specie attraverso pesce, latte, carne, uova e formaggi, comportando un’estrema varietà di effetti sulla salute umana, non tutti completamente noti. La Convenzione si Stoccolma nell’artico 5 indica “Misure volte a ridurre o eliminare le emissioni derivanti da produzione non intenzionale”, all’articolo 10 “Informazione, sensibilizzazione ed educazione del pubblico” e nell’articolo 11 “Ricerca, sviluppo e monitoraggio” cita tra le varie attività da incoraggiare o intraprendere: a) fonti ed emissioni nell'ambiente; b) presenza, livelli e tendenze negli esseri umani e nell'ambiente; c) propagazione, destino e trasformazione nell'ambiente; d) effetti sulla salute umana e sull'ambiente; e) impatto culturale e socioeconomico; f) riduzione e/o eliminazione delle emissioni; g) metodologie armonizzate per la realizzazione di inventari delle fonti di produzione e tecniche analitiche di misurazione delle emissioni. Monitoraggio delle emissioni convogliate Per quantificare le emissioni di diossine da un impianto non ci si può basare sui dati ottenuti durante i due o tre campionamenti ufficiali prescritti dalla legge o dall’autorizzazione all’esercizio: d’altronde, allo stato attuale ,non esiste una tecnologia per campionare, analizzare, e mostrare istantaneamente i valori emessi, dato che la concentrazione nei fumi esausti di PCDD/F è generalmente alla concentrazione di ng/m3. In Belgio è stato dimostrato come in assenza di un campionatore in continuo sia difficile stimare correttamente la quantità di PCDD/F annua emessa. Impianti che risultavano a norma nei campionamenti programmati di 8 ore si sono rivelati fuori norma con campionamenti in continuo2. E’ ben noto tuttavia che la maggiore emissione di diossine si ha in presenza di cambiamenti della temperatura di esercizio e ,secondo recenti studi, oltre il 60% di diossina annualmente prodotta negli inceneritori si forma nella sola fase di accensione3, o durante malfunzionamenti. Il Belgio ha reso obbligatoria l’installazione di sistemi di campionamento in continuo per PCDD/F negli impianti di incenerimento. Il sistema di campionamento automatico continuo da adottare deve rispondere a questi requisiti minimi: Le fonti principali di emissione di PCDD/F sono: • Processi di incenerimento, combustione e produzione di energia che utilizzano combustibili fossili e/o rifiuti e/o biomasse • Processi metallurgici di materiali ferrosi e non ferrosi, • Produzioni chimiche legate al ciclo del cloro e dei prodotti clorurati Secondo il registro europeo sulle sorgenti di diossine, la principale fonte di emissione di diossine è rappresentata in Italia dagli impianti di produzione e lavorazione dei metalli (oltre il 90%, fonte INES-EPER); il reale contributo dato dall’incenerimento di rifiuti (civili, ospedalieri, speciali e pericolosi), risulta di difficile quantificazione, dal momento che le stime utilizzate per il calcolo dell’emissione annuale si basano su dati forniti dal gestore in autocontrollo e relativi (ben che vada) a 24 ore annuali (8 ore per 3 volte all’anno) su 8.000 di funzionamento effettivo, con analisi eseguite in condizioni di normale, se non ottima, conduzione dell’impianto. Nasce quindi l’esigenza di quantificare le emissioni di diossine (e altri POPs) dagli impianti industriali e monitorare la concentrazione di queste sostanze in aria. 1° livello di intervento: monitorare in maniera continuativa tutte le fonti di emissioni 2° livello di intervento: definire fenomeni di veicolazione atmosferica e di deposizione al suolo 3° livello di intervento: definire i fenomeni dibioaccumulo, biomagnificazione e contaminazione nella catena alimentare e nell’uomo Figura 2: Confronto dei risultati ottenuti per singoli congeneri di PCDD/F (sopra) e di PCB (sotto) durante il campionamento di emissioni da inceneritore di RSU. Nonostante l’utilizzo di 3 diversi tipi di campionamento (filtro/condensatore, sonda raffreddata, diluizione) i dati ottenuti con DMS risultano allineati con quelli ottenuti con sistemi manuali secondo EN1948-1 Figura 4: Concentrazione di PCDD/F in aria rilevata in aria durante tre campagne di monitoraggio con operatività di campionamento bidirezionale (SC – INC) e calma di vento (CAL) LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 43 Particolare di DMS con cartuccia POP installato al camino di un incerenitore di RSU Figura 1: Particolare di DMS installato al camino di un inceneritore di RSU durante la sostituzione della cartuccia di raccolta POP 1. raggiungere limiti di rilevabilità che permettano di stabilire la conformità delle emissioni di un impianto industriale a concentrazioni il cui ordine di grandezza sia centrato sul valore di 0,01 ng TE/Nm3 (1/10 del valore limite attuale) 2. permettere il campionamento isocinetico in accordo con la norma EN 1948 Parte 1 (in attesa che la Parte 5 venga pubblicata in maniera definitiva) 3. consentire un prelievo rappresentativo della sezione del camino permettendo di prelevare i fumi in più punti lungo il diametro del camino, simulando i cosiddetti “affondamenti” 4. avere procedure di pulizia e manutenzione semplici e automatiche o effettuabili dal personale proprio degli impianti sottoposti al controllo delle emissioni (idealmente pulizia automatica) 5. permettere la sorveglianza delle diossine in emissione per periodi brevi o lunghi in modo semplice 6. assenza di artefatti che possano influire sui dati misurati 7. rilevamento automatico delle fermate dell’impianto sottoposto a controllo Il Consorzio INCA da 10 anni sta gestendo un campionatore Dioxin Monitoring System® (DMS - http://www.dioxinmonitoring.com/prod_dms/dms_e_index.htm) installato al camino di un inceneritore di RSU (figura 1 da scegliere). Il campionatore è attualmente l’unico a soddisfare i requisiti sopra riportati permettendo, grazie alle 2 sonde di campionamento, di simulare gli affondi. Al campionatore, nato per le diossine, è stato modificato il substrato adsorbente in modo da poter campionare anche PCB e IPA con più di 4 anelli contemporaneamente alle diossine. Già dal 2003 sono stati pubblicati4 i dati ottenuti con il campionatore DMS paragonati a dati ottenuti contemporaneamente con il campionamento manuale sia per le diossine che per i PCB diossina-simili evidenziando un’ottima correlazione (figura 2). Da 6 anni inoltre un sistema DMS sta campionando le emissioni di una centrale elettrica a co-combustione carbone-CDR: anche in questo caso la comparazione Figura 3: Campionatore ad alto volume WindSelect+, installato su una terrazza per il campionamento tridirezionale 44 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO con i campionamenti manuali effettuati contemporaneamente all’organismo di controllo ha evidenziato un’ottima correlazione dei dati. Il campionatore, che adotta il metodo della diluizione, può essere dotato di impattori per monitorare il PM10 e il PM2,5 polveri in grado di penetrare profondamente nell’apparato respiratorio, nei polmoni arrivando nei bronchi. Installando il campionatore DMS è possibile di stimare l’emissione annua convogliata di PCDD/F, PCB, HCB e IPA con più di 4 anelli, permettendo una reale valutazione dell’impatto ambientale dell’impianto sull’ambiente. E’ un primo passo importante e necessario che gli organismi autorizzativi e di controllo devono assolutamente intraprendere: i dati ottenuti con un monitoraggio di alcune ore in un anno NON possono essere considerati rappresentativi dell’emissione annuale. Con questo primo passo non è ancora stata valutata l’emissione totale dell’impianto,ma solo l’emissione convogliata dal camino. Esistono dei casi in cui, in fase di autorizzazione di nuovi impianti o di utilizzo di nuovi combustibili, è stato prescritto dall’autorità competente il campionamento in continuo dei POP nelle emissioni convogliate al camino e l’installazione di stazioni di campionamento delle deposizioni atmosferiche al fine di valutare il carico atmosferico di microinquinanti organici e inorganici in relazione al contributo relativo all’avanzamento della sperimentazione in atto. Monitoraggio dei pop in aria Secondo United Nation Environmental Proramme (UNEP) tra le matrici di rilevanza in cui monitorare i POP sono considerate importanti le emissioni, gli alimenti e i mangimi, ma nell’ambito del piano globale di monitoraggio (GMP http://www.chem.unep.ch/gmn/GuidanceGPM.pdf) vengono considerate di importanza primaria l’aria, il latte materno e il sangue umano. E’ tramite l’aria e dunque l’atmosfera che queste sostanze si muovono “a lungo raggio” senza conoscere confini e nazioni ed è nel sangue e nel latte umano che si accumulano e concentrano. Considerato che le concentrazioni di PCDD/F rilevabili in aria risultano generalmente comprese, in termini di tossicità equivalente, tra 20fgWHO-TE/m3 (zona rurale) e 200 fgWHO-TE/m3 (zona industriale), è necessario campionare un quantitativo di aria non inferiore a un centinaio di m3. Il campione va pertanto adsorbito su di un sistema dotato di un filtro per raccogliere le polveri (e i POP a esse associate) seguito da un substrato adsorbente in grado di “fermare” i POP in fase vapore. Il Consorzio INCA ha sperimentato in diversi Comuni Italiani il dispositivo WindSelect+ (http://www.dioxinmonitoring.com/prod_aams/aams_e_index.htm), già utilizzato durante il progetto di monitoraggio transalpino MONARPOP5, per effettuare campionamenti di aria. Lo strumento WindSelect+ è attrezzato con tre cartucce in titanio composte da un filtro piano per raccogliere il materiale particellare seguito da una sezione multistrato di materiale adsorbente in grado di “fermare” PCDD/F, PCB, HCB, e IPA con più di 4 anelli. Essendo dotato di un sensore di direzione e velocità del vento può essere programmato per campionare l’aria in a) sottovento, b) sopravento, e c) calma di vento, impostando sia la velocità del vento che l’apertura del settore di campionamento. Utilizzando questo campionatore è possibile valutare contemporaneamente sia la concentrazione che la direzione di provenienza dei contaminanti organici persistenti. Nella figura 3 il WindSelect+ è posizionato sopra una terraz- LAB & Ambiente za tra il centro della città e la zona industriale con l’obiettivo di rilevare la concentrazione dei POP’s in aria e la loro direzione di provenienza. Il grafico a barre di figura 4 indica la differenza di concentrazione di PCDD/F rilevate in aria relativa alla direzione di provenienza nelle tre campagne stagionali. La punta di 400 pgIT-E/m3 è stata rilevata nella prima campagna invernale sottovento la zona industriale. La concentrazione maggiore, rilevata sottovento la zona industriale, si conferma leggermente maggiore anche nelle due campagne successive, mentre nell’ultima le principali attività produttive non erano operative. Lo studio dell’ impronta caratteristica delle PCDD/F permette infine, avendo la possibilità di monitorare anche le possibili fonti di emissione, di identificare i contributi maggiori. Monitoraggio dei pop nelle deposizioni Il concetto di riuscire a realizzare mappaggi nazionali, “fotografie” consolidate e periodiche della situazione, che diano un quadro reale ed evidenzino quali possano essere i trend evolutivi, sta alla base della Normativa Italiana sulla Valutazione di Impatto Ambientale (VIA, L 349/86 e DPCM del 24/12/88) e della la procedura di valutazione dei rapporti esistenti tra un dato progetto e le conseguenze negative prevedibili sull’Ambiente e derivanti dalla scelta del tipo di opera, dalla sua razionalizzazione e dal suo funzionamento. Quindi, partendo da una definizione finalmente espressa di quello che è l’Inquinamento Atmosferico (DPR 203/88) inteso come “ogni modificazione della normale composizione o stato fisico dell’aria atmosferica, dovuta alla presenza nella stessa di una o più sostanze in quantità e con caratteristiche tali da alterare le normali condizioni ambientali e di salubrità dell’aria”, e proseguendo con una sempre più ampia presa di coscienza sia a livello Europeo che Nazionale del concetto di monitoraggio ambientale, si è sempre più acuita l’esigenza di monitorare le ricadute atmosferiche, soprattutto in prossimità degli impianti industriali e di termodistruzione sia già esistenti sul territorio, sia in fase di costruzione e/o sperimentazione La ricaduta e quindi l’impatto dei POPs sul territorio possono essere valutati tramite campionatori bulk, che permettono la raccolta di deposizioni secche e umide per ottenere i flussi medi di deposizione totale Il campionatore o deposimetro bulk è un raccoglitore passivo (non necessita di energia), posizionato a una adeguata altezza rispetto al suolo (≥1,5 m), di deposizioni totali (umide e secche) e consiste in una unità di raccolta aperta che convoglia le acque di precipitazione in un apposito contenitore sottostante. La frequenza usuale di campionamento e' mensile. IL Consorzio INCA in collaborazione con il CNR-IBM6 ha utilizzato deposimetri bulk (DEPOBULK - http://www.labservice.it/Downloads/Public/News/infodepobulk2010.pdf) fin dal 1998 non solo per monitorare i flussi di deposizione di POP’s nella laguna di Venezia, ma anche per verificare le ricadute specifiche nella zona industriale di Porto Marghera e sperimentare la compatibilità di nuovi impianti o tipi di combustibili E’ utile ribadire che la deposizione dei POP’s emessi in atmosfera è uno probabilmente il principale meccanismo di contaminazione ambientale, anche a lungo raggio, da parte di queste sostanze. La Sesta Sezione della Corte di Giustizia della Comunità Europea, con una sentenza del 29 settembre 1999 ha dichiarato che: “la nozione di scarico di cui all’art. 1 n. 2, lett. D della direttiva del Consiglio 4 maggio 1976, 76/464/CEE, concernente l’inquinamento provocato da certe sostanze pericolose scaricate nell’ambiente idrico della Comunità, deve essere interpretata nel senso che in essa rientra l’emissione di vapori inquinanti che si condensano e cadono su acque di superficie.” In conclusione considerato che • i POP sono composti organici chimicamente stabili, caratterizzati da una marcata tossicità e da lunghi ``tempi di vita'' nell'ambiente. • la Convenzione di Stoccolma ha stabilito che per 12 POPs (Persistent Organic Pollutants), tra cui la diossina, sia vietata la produzione intenzionale e sia ridotta drasticamente quella non intenzionale • gli studiosi sono concordi nell’affermare che resta indispensabile continuarne il monitoraggio • nasce quindi l’esigenza di quantificare le emissioni TOTALI di diossine (e altri POPs) dagli impianti industriali e monitorare la concentrazione di queste sostanze in aria • il latte materno è una delle matrici in cui si accumulano i POP e l'allattamento diventa la principale fonte d’ingestione di queste sostanze per i neonati si ritiene che avendo a disposizione gli strumenti necessari, quali campionatori in continuo delle emissioni convogliate, campionatori d’aria ad alto volume e deposimetri, sia indispensabile procedere a un monitoraggio sistematico delle quantità di POP emessi7 come schematicamente raffigurato, in modo da avere gli strumenti necessari per poter “proteggere la salute umana e l’ambiente dai POP”. Gli strumenti tecnici e le capacità ci sono: è necessario stimolare la volontà politica, magari a partire dalla Ratifica della Convenzione di Stoccolma8, per iniziare piani sistematici di monitoraggio ambientale e biomonitoraggio su tutto il territorio nazionale. 1 Pirkle JL, Wolfe W.H et al.Estimates of the half-life of 2,3,7,8-tetrachlorodibenzop-dioxin in Vietnam veterans of Operation Ranch Hand J.Toxicol. Environ Health 1989; 27, 165-171 2 ”Understimation in dioxin emission inventories” R.De Frè et al., Organohalogen Compounds, 17-20, Vol.36, 1998 3 Wang L, His H Chang Jet al. Influence of start-up on PCDD/F emission of incinerators Chemosphere 2007;67:1346-53 4 W. Tirler, M. Donegà , G. Voto , G. Kahr; Quick evaluation of long term monitoring samples and the uncertainity of the results. Organohalogen Compounds, 60 (2003), 509-512 5 Monitoring Network in the Alpine Region for Persistent and other Organic Pollutants http://www.monarpop.at/ http://www.monarpop.at/methods/air_sampling.php 6 P. Rossini, S. Guerzoni, G. Matteucci, M. Gattolin, G. Ferrari, S. Raccanelli, “Atmospheric fall-out of POPs (PCDD-Fs, PCBs, HCB, PAHs) around the industrial district of PortoMarghera”, Italy, Science of the Total Environment 349 (2005) 190-200 7 REGOLAMENTO (CE) N. 166/2006: «emissione», qualsiasi introduzione di sostanze inquinanti nell’ambiente in seguito a qualsiasi attività umana, volontaria o involontaria, abituale o straordinaria, compresi il versamento, l’emissione, lo scarico, l’iniezione, lo smaltimento o la messa in discarica o attraverso reti fognarie non attrezzate per il trattamento finale delle acque reflue 8 http://chm.pops.int/Convention/tabid/54/language/en-US/Default.aspx#convtext Stefano Raccanelli Nato a Venezia il 31 luglio 1960, Laurea in Chimica Industriale presso l’Università degli Studi di Venezia. Iscritto all' Albo dei Chimici della Provincia di Venezia. Responsabile del laboratorio microinquinanti organici del Consorzio Interuniversitario la Chimica per l’Ambiente (Consorzio INCA). Docente della Scuola Nazionale di Metodologie Analitiche in Spettrometria di Parma. Consulente tecnico del Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio per l’incendio dello stabilimento Syndial di Porto Marghera del 03/07/2007. LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 45 LAB & Ambiente Reach: una nuova opportunità di interazione tra Università ed Aziende Ambiente e Salute sono da tempo temi prioritari di intervento per le attività di R&S strategiche per la competitività dell’Italia e, data la loro rilevanza sociale, ricevono notevole attenzione da parte delle politiche scientifiche e tecnologiche in essere nei paesi industrializzati. All’inizio del terzo millennio, il benchmarking dell'OCSE auspicava “un rinnovato impegno nel finanziamento pubblico della ricerca scientifica, nella percezione che gli investimenti nella Scienza sono cruciali per l'innovazione e per la crescita economica, e che il progresso scientifico e tecnologico è essenziale per risolvere problemi sociali di grande rilevanza”. Nonostante siano passati quasi dieci anni questo resta per lo più un auspicio, almeno in Italia Emanuele Magi è professore associato di Chimica Analitica presso il Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Università di Genova. Svolge ricerche per lo studio dell’ambiente, occupandosi dello sviluppo di metodologie analitiche innovative ed in particolare di tecniche cromatografiche accoppiate alla spettrometria di massa. I suoi studi sono descritti in oltre cinquanta di pubblicazioni. Afferisce al Progetto Nazionale di Ricerche in Antartide nell’ambito del quale ha partecipato a due spedizioni presso la Base Scientifica Italiana “M. Zucchelli” di Baia Terranova. Svolge intensa attività didattica e, dallo scorso anno, dirige il Master Universitario di II livello in Management of Chemicals: la normativa REACH. Uno degli aspetti cruciali per la salvaguardia dell’ambiente e per la salute umana è legato alla produzione, trasporto, gestione ed impiego delle sostanze chimiche. E’ interessante ricordare che dal 1930 all’inizio del nuovo millennio la produzione di sostanze chimiche è passata da 1 a 400 milioni di tonnellate annue (EEA UNEP, 1998); la produzione dell'Europa è pari a circa un terzo di quella mondiale. Le sostanze chimiche fanno parte della nostra vita quotidiana (farmaci, fertilizzanti, materie plastiche, semiconduttori, detergenti ecc.) e, data la loro diffusione, possono contaminare anche beni di consumo come gli alimenti o i giocattoli. Per migliorare significativamente le conoscenze dell’impatto delle sostanze sull’ambiente e sulla salute umana e promuovere processi produttivi alternativi ed ecosostenibili, alcuni anni fa l'Unione europea ha avviato un processo di riforma culminato con l'adozione del Regolamento Ce 1907/06 sulla Registrazione, Valutazione, Autorizzazione e la Restrizione delle Sostanze Chimiche (REACH). Un sostanziale cambiamento. L’entrata in vigore di tale Regolamento sta determinando un sostanziale cambiamento nelle modalità di gestione delle sostanze, lungo tutta la filiera d’uso. In estrema sintesi, il Regolamento prevede l'obbligo, dalla produzione all'impiego, di valutare tutto il ciclo vitale delle sostanze verificandone i potenziali effetti sulla salute e sull'ambiente. Allo scopo di governare e coordinare tutti gli adempimenti connessi al regolamento REACH, nonché lo sviluppo di attività sperimentali per migliorare le conoscenze sull’entità del rischio e meglio definire la classificazione dei prodotti, l'Unione Europea ha costituito l'Agenzia Europea per le Sostanze Chimiche (ECHA) con sede in Helsinki. Il Regolamento REACH impone maggiori responsabilità alle industrie, attribuendo loro l’obbligo di valutare i rischi delle sostanze e di fornire tutte le informazioni sulla sicurezza delle stesse. I produttori e gli importatori sono obbligati a raccogliere informazioni sulle proprietà delle sostanze chimiche da loro prodotte o importate, in modo da permettere la loro manipolazione in modo sicuro, e di registrare le informazioni in un database centrale gestito dall’ECHA. Il Regolamento REACH riguarda tutte le sostanze prodotte, importate, usate come intermedi o immesse sul mercato, sia da sole sia come componenti di preparati. Sono escluse le 46 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO In tutti i paesi avanzati il settore della Salute rappresenta un formidabile punto di incrocio di interessi sociali, scientifici, tecnologici, economici, politici e religiosi. Anche gli aspetti scientifici e tecnici di questo settore, che a loro volta hanno un carattere spiccatamente multidisciplinare, risentono profondamente di ciò. Per quanto riguarda il settore Ambiente si potrebbero fare considerazioni simili, tenendo presente tuttavia che in molti paesi avanzati il “peso specifico” di questo settore non è abbastanza elevato. Nel nostro paese, ad esempio, manca la piena consapevolezza nel considerare le tematiche ambientali come un motore di sviluppo culturale, economico e sociale. Tale mancata attenzione potrebbe determinare nel prossimo futuro una perdita sensibile di competitività internazionale, soprattutto per l'export verso l'Europa. sostanze radioattive, soggette a supervisione doganale, e tutte quelle sostanze sottoposte ad altri specifici regolamenti come i farmaci, i cosmetici, gli alimenti, i rifiuti. Più precisamente, dal 1° giugno 2008, è obbligatorio per i produttori e importatori di sostanze effettuare una registrazione all’ECHA per ogni sostanza prodotta o importata in quantità maggiore o uguale ad 1 tonnellata/anno. In caso di mancata registrazione, le sostanze non potranno essere prodotte o importate nel territorio dell’Unione Europea. La procedura di registrazione richiede che gli importatori e/o i produttori dell’Unione Europea presentino all’ECHA: - un dettagliato dossier tecnico per ogni sostanza, contenente informazioni su proprietà, usi e classificazione, che possa servire come guida all’uso corretto della stessa; - un rapporto di sicurezza chimica per le sostanze in quantità maggiori o uguali a 10 tonnellate, in accordo con le valutazioni chimiche di sicurezza. L’applicazione di tale regime poteva essere posticipata avendo presentato entro il 1° dicembre 2008 una pre-registrazione della sostanza. Produttori ed importatori che hanno “pre-registrato” possono beneficiare di un limite di tempo più lungo (2010 - 2013 - 2018, a seconda delle quantità e del tipo di sostanza) per porre in essere la registrazione, continuando a produrre e commercializzare le sostanze senza interruzioni, in attesa della registrazione completa. In aggiunta a quanto descritto, il Regolamento REACH prevede l’obbligo di circolazione delle informazioni relative alla salute, alla sicurezza e alle proprietà ambientali delle sostanze. E’ di fondamentale importanza che tutti i soggetti facenti parte di una catena di approvvigionamento comprendano i propri obblighi e comunichino lungo la catena i rischi e le modalità di gestione del rischio anche attraverso il riferimento ad una approfondita Scheda di Sicurezza per tutte le sostanze pericolose. Di fatto il Regolamento REACH muterà in maniera sostanziale la gestione e la responsabilità connessa alla produzione/importazione, commercializzazione ed uso delle sostanze chimiche. Il già citato benchmarking OCSE riporta un altro elemento degno di nota in questo contesto, auspicando un “ruolo più incisivo delle strutture universitarie per la valorizzazione dei risultati della ricerca nel settore dell'industria e dei servizi - implementazione delle normative che regolano le relazioni tra sistema scientifico e quelli produttivo”. In una certa misura il Regolamento REACH raccoglie lo spirito di questa indicazione dell’OCSE e può rivelarsi uno strumento utile sia per le Aziende, sia per l’Università. Gli obiettivi generali Gli obiettivi generali del REACH, riportati sul sito ECHA (http://echa.europa.eu) sono: • Migliorare la protezione della salute umana e dell’ambiente dai rischi derivanti dalle sostanze classificate dal punto di vista chimico. • Innalzare la competitività dell’industria chimica europea, settore chiave dell’economia dell’Unione Europea. • Promuovere metodi alternativi per la valutazione della pericolosità delle sostanze • Garantire la libera circolazione delle sostanze nel mercato interno dell’Unione Europea La normativa, quindi, non si pone semplicemente come azione restrittiva, viceversa propone di sfruttare al meglio le conoscenze scientifiche per migliorare le condizioni di vita e contemporaneamente indurre un effetto positivo sull’economia del settore. Evidentemente, l’impatto iniziale sulle Aziende coinvolte sarà notevole. Le sostanze pre-registrate al 1 dicembre ’08 sono state più di 65.000: Confindustria ha stimato un aggravio di costi diretti di oltre un miliardo di euro per le imprese chimiche in Italia e quasi sei miliardi di costi indiretti per le Aziende che utilizzano sostanze e formulati chimici. Di fatto, l’introduzione della nuova normativa, spesso fraintesa ed interpretata semplicisticamente come un regolamento sul rischio chimico, impone la registrazione, la valutazione chimica e l’indicazione delle corrette modalità di gestione ed uso di tutte le sostanze, salvo quelle già normate da regolamenti specifici. Quindi il Regolamento REACH coinvolge anche aziende e siti produttivi “non chimici” in senso stretto, che però fanno uso di sostanze chimiche (meccanica, elettronica, manifatturiero ecc.). Si tratta spesso di soggetti che hanno competenze limitate sulle corrette modalità di gestione ed impiego delle sostanze chimiche, sulla sicurezza all’interno dell’azienda e per gli utilizzatori a valle, nonché sull’impatto ambientale. Le imprese più vulnerabili sono le PMI ed in particolare le microAziende, che rischiano seriamente di essere tagliate fuori dal mercato. Queste Aziende, data l’esiguità del numero degli LAB & Ambiente addetti, sono spesso sprovviste di personale con competenze tecnico-legislative; competenze peraltro indispensabili semplicemente per interloquire in maniera costruttiva con le svariate società di consulenza che stanno nascendo in questo specifico segmento di attività. In questo contesto l’Università italiana potrebbe assumere un importante ruolo di supporto alle Aziende poiché possiede le competenze multidisciplinari richieste per l’attuazione, la gestione ed il controllo della normativa REACH. Con l’aiuto di tale supporto, le nuove normative in campo chimico sono l’occasione per le PMI per sfruttare i nuovi adempimenti al fine di innovare i propri prodotti trasformando i costi di certificazione e analisi (obbligatori per legge) in investimenti che aumentano il grado di competitività dell'azienda. Peraltro, l’Università nel mettere a disposizione la conoscenza per la risoluzione di problemi reali di così vasta portata, vedrebbe valorizzate le proprie ricerche e ne trarrebbe beneficio in termini di crescita culturale e umana dei propri operatori. tiva CE 1907/06 – REACH”) è stato approvato, finanziato (co-finanziamento Fondo Sociale Europeo - Regione Liguria) ed è già in stato avanzato di realizzazione. Infatti, completata la fase formazione in aula, attualmente i 20 partecipanti (selezionati tra oltre 120 domande) sono stati inseriti in altrettante aziende per svolgere il previsto stage che permetterà loro di testare sul campo le conoscenze acquisite e costituirà un’importante vetrina nei confronti delle Aziende stesse. La figura professionale, con le competenze fortemente interdisciplinari necessarie per gestire, controllare, sviluppare ed armonizzare i vari comparti che compongono il REACH, non è presente nell’attuale panorama dei laureati in Italia e, molto probabilmente, in Europa. Pertanto, gli esperti che questo Master sta formando dovrebbero essere quanto mai “appetibili” sul mercato del lavoro. Queste figure professionali potranno avere sbocchi professionali sia in qualità di personale interno alle aziende sottoposte al REACH, sia in qualità di consulenti professionisti. Inoltre non può essere trascurata la necessità per le autorità pubbliche (Istituto Superiore di Sanità, Regioni, Province, ARPA, Dogane ecc.) di acquisire personale esperto da dedicare all’importantissima fase i controllo sul territorio. Ultima opportunità, non certo in ordine d’importanza, è quella di lavorare proprio per l’Agenzia Europea. ECHA è in continua espansione: attualmente ha 392 dipendenti (erano 100 nel 2007) ed intende portarli a 500. Sono rappresentati in diversa misura tutti gli stati membri, gli Italiani sono circa il 6%. Il personale che interessa all’Agenzia deve essere qualificato in materia di sostanze chimiche e regolamentazione delle stesse, tecnologie dell'informazione, diritto, risorse umane, finanza ed amministrazione generale… insomma deve avere quella preparazione interdisciplinare più volte evocata in questo articolo. Una nuova figura professionale Presso l’Università di Genova, un gruppo di docenti afferenti a diverse Facoltà, accomunati dall’intento di diffondere la cultura della sicurezza delle sostanze chimiche e di promuoverne l’impiego ecocompatibile, ha dato vita al Centro CRESIS (Centro di Ricerca Interdipartimentale Ecocompatibilità, Sicurezza, Innovazione Sostanze chimiche). Istituito con compiti prevalenti di studio e ricerca scientifica e tecnologica nel campo delle sostanze chimiche, CRESIS porta in se notevoli competenze quali la sicurezza e la compatibilità ambientale delle sostanze chimiche per l’uomo e per l’ambiente, l’applicazione di metodi tossicologi ed ecotossicologici, il rischio ambientale e gli scenari d’esposizione, la formulazione di processi/prodotti alternativi. Forte di tali competenze e delle notevoli attrezzature scientifiche presenti nei Dipartimenti, il Centro si propone come consulente scientifico e legislativo per le PMI e vuole essere punto di riferimento per l’alta formazione nel campo della valutazione della sicurezza delle sostanze chimiche e relativa gestione. Con questo intento lo scorso anno è stato presentato alla Regione Liguria il progetto per la realizzazione di un Master Universitario di II livello in “Management of Chemicals”. L’intervento di alta formazione (il cui sottotitolo è “Sicurezza ed impatto ambientale delle sostanze classificate dal punto di vista chimico: approccio integrato alla norma- Agenzia europea per le sostanze chimiche Ha sede ad Helsink e si occupa delle procedure di registrazione, valutazione, autorizzazione e restrizione delle sostanze chimiche per garantirne l'armonizzazione in tutta l'Unione europea. Tali procedure mirano a fornire informazioni supplementari sulle sostanze chimiche, garantirne l'uso sicuro e assicurare la competitività dell'industria europea. Navigator. Sul sito http://echa.europa.eu si trovano numerosi strumenti utili, dal Navigator, che consente alle industrie di rispondere a domande relative alle loro sostanze chimiche e di determinare rapidamente ciò che esse sono tenute a fare ai sensi del regolamento REACH, alla Guida pratica a REACH, con i documenti di orientamento REACH forniscono informazioni supplementari al testo giuridico e affrontano tutti gli aspetti tecnici di REACH. Inoltre si può trovare lo strumento per l’analisi socioeconomica e il software necessario. Un aiuto per l’adeguamento delle PMI Il 30 novembre 2010 è il termine fissato per la registrazione delle sostanze chimiche. Per aiutare soprattutto le Pmi, è stato messo a punto un "Director Contact Group", presieduto dalla Commissione Europea, che ha l'obiettivo di monitorare il livello di preparazione delle imprese in vista della scadenza di novembre. L’obiettivo è cercare soluzioni pratiche ai problemi incontrati dalle imprese nell'adempimento degli obblighi di registrazione. Il gruppo è composto da rappresentanti della Commissione, dell'Echa (l'Agenzia europea per le sostanze chimiche con sede a Helsinki) e delle associazioni delle industrie. L'Echa, ad esempio, ha tradotto gli orientamenti e gli strumenti per Reach in tutte le lingue ufficiali dell'Ue, in modo particolare quelli relativi alla registrazione. Si stanno poi organizzando seminari, workshop e documenti informativi per la diffusione delle best practice che si affiancano a un helpdesk che fornirà informazioni sul tema Reach e Clp. Reach non deve essere vissuto come un regolamento punitivo, ma come un processo che sia in grado di coniugare competitività, aspetti sociali e ambientali", ha tenuto a sottolineare Antonio Tajani, vicepresidente della Commissione Europea. "Le nostre imprese – ha dichiarato Giorgio Squinzi, presidente di Federchimica – stanno facendo grandissimi sforzi per ottemperare alle scadenze previste dal Reach. Spesso, tuttavia, ci imbattiamo in problemi procedurali complessi da affrontare, che danno soluzioni incerte e risultano particolarmente costosi, soprattutto per le PMI, che sono circa il 90% delle imprese chimiche." "Esprimiamo soddisfazione per quanto disposto dal Commissario Tajani, che ha inteso agevolare le piccole e medie imprese con riduzioni fiscali, e apprezziamo lo sforzo dell’ECHA, che ha pubblicato tutta la documentazione di riferimento nelle 22 lingue dell'UE. Chiediamo però - ha aggiunto Squinzi - che si tenga conto della grande difficoltà che l’adozione del Reach comporta, in particolare per le imprese, come ricordato nelle conclusioni dell’High Level Group sulla competitività dell'industria chimica europea promosso dalla Commissione UE. La chimica è un settore trainante perché fornisce all’industria europea soluzioni, materiali e tecnologie avanzate, nonché soluzioni sostenibili ai problemi ambientali globali. Noi tutti vogliamo che il Reach sia applicato – ha concluso Squinzi - non solo nel modo più corretto ma anche praticabile, e a costi accessibili”. 48 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO LAB & Ambiente DOSSIER Tecniche di analisi per l’ambiente A cura di Licia Guzzella La legislazione italiana che ha recentemente recepito le Direttive Europee nel settore ambientale con il D. Lgs. n. 152/06 ha spinto le industrie produttrici di strumentazione ha investire nel settore ambientale. In questo DOSSIER presentiamo le innovazioni tecnologiche suddivise per ambito di applicazione (acqua, aria e suolo/sedimento) Il settore analitico dedicato all’ambiente è, nonostante il periodo congiunturale negativo, in continua espansione. Una legislazione normativa forte che recentemente ha recepito le Direttive Europee (D. Lgs. n. 152/06) ha spinto le industrie produttrici di strumentazione analitica ha investire nel settore ambientale. La nuova normativa richiede il raggiungimento di livelli di sensibilità analitica molto spinti in quanto è stato definitivamente superato il concetto di limite alle emissioni, sia queste acque di scarico, emissioni da camino o rifiuti da smaltire, per avvallare un sistema di gestione dell’ambiente che sia più olistico e che stabilisca, quindi, standard di qualità da raggiungere nei vari comparti: atmosfera (stratosfera), idrosfera (fiumi, laghi, acque costiere e acque di falda) e geosfera (suoli, sedimenti). Un concetto nuovo e innovativo che ha ribaltato la politica di gestione dell’ambiente, che d’ora in poi è tenuta non solo a rispettare i limiti allo scarico, ma deve intervenire per ridurre in senso globale tutte le emissioni degli impianti produttivi, al fine di raggiungere uno stato di qualità ambientale buono o sufficiente in tempi brevi. Da qui è nata l’istituzione dell'Autorizzazione Integrata Ambientale (AIA) che è il provvedimento che autorizza l'esercizio di un impianto o di parte di esso a determinate condizioni, che devono garantire la conformità ai requisiti del D. Lgs. n. 59/2005 di recepimento della Direttiva Comunitaria 96/61/CE relativa alla prevenzione e riduzione integrate dell'inquinamento (IPPC). 50 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO acqua Il Decreto stabilisce misure intese ad evitare oppure, ove ciò non sia possibile, a ridurre le emissioni nell’aria, nell’acqua e nel suolo, comprese le misure relative ai rifiuti, da parte di diverse attività nei settori energetico; produzione e trasformazione dei metalli; industria dei prodotti minerari; gestione dei rifiuti; altre attività (cartiere, allevamenti, macelli, industrie alimentari, concerie...). Il Decreto disciplina il rilascio, il rinnovo e il riesame dell’Autorizzazione Integrata Ambientale che sostituisce ogni altro visto, nulla osta, parere o autorizzazione in materia ambientale. Il D. Lgs. n. 59/05 attribuisce all’ISPRA per gli impianti di competenza statale e alle ARPA per gli altri impianti, il compito di svolgere attività di controllo con oneri a carico del gestore. Dall’Autorizzazione Integrata Ambientale si passa poi al raggiungimento di standard di qualità ambientale; per il comparto acqua la normativa è già definita in questo senso: esiste una lista di sostanze prioritarie, in forza alla Direttiva Quadro sulle Acque n. 2000/60, elencate nella Decisione n. 2455/01/CE da monitorare nelle acque, in quanto presentano un rischio significativo per l'ambiente acquatico o per gli usi ad esso collegati, inclusi i rischi per le acque destinate alla produzione di acqua potabile. Questo elenco è attualmente in corso di revisione, allo scopo sia di aumentare il numero di sostanze considerate sia per confermarne la classificazione come pericolose. Recentemente la Direttiva 2008/105/CE ha fissato gli standard di qualità ambientale per le acque di superficie, chiedendo agli Stati membri di non limitare l’applicazione al monitoraggio delle sostanze prioritarie, ma di stabilire anche delle misure volte «a limitare l'inquinamento delle acque stesse». L'obiettivo è quello di ridurre gli scarichi, le emissioni e le perdite di sostanze prioritarie entro il 2015, ma anche di arrestare i processi di produzione per raggiungere un buono stato chimico di qualità in tutte le acque di superficie, nonché di evitare qualsiasi ulteriore deterioramento e di raggiungere, entro il 2020, concentrazioni vicine ai livelli di fondo naturale per tutte le sostanze esistenti in natura e concentrazioni vicine allo zero per tutte le altre sostanze sintetiche. In questa ottica la Commissione ha approvato, inoltre, il regolamento concernente la registrazione, la valutazione, l'autorizzazione e la restrizione delle sostanze chimiche, più nota con l'acronimo REACH (Registration, Evaluation and Authorisation of CHemicals). L'obiettivo è quello di assicurare un elevato livello di protezione della salute umana e dell'ambiente, inclusa la promozione di metodi alternativi per la valutazione dei pericoli che le sostanze comporta- aria suolo no, nonché la libera circolazione di sostanze nel mercato interno. Il provvedimento, che si fonda sul principio di precauzione, stabilisce quindi disposizioni che si applicano alla fabbricazione, all'immissione sul mercato o all'uso di tali sostanze, in quanto tali o in quanto componenti di preparati o articoli, e all'immissione sul mercato di preparati. Di qui l’importanza, già più volte sottolineata, di sviluppare e standardizzare nuovi metodi di valutazione della persistenza, bioaccumulabilità e tossicità dei composti a livello dei diversi comparti ambientale oltre che di sviluppare metodi analitici in grado di rilevare le concentrazioni stabilite dagli standard di qualità ambientali. Una sfida questa colta dalle aziende produttrici di strumentazione analitica per l’ambiente che si presentano in questo DOSSIER suddivise per le diverse matrici ambientali: acqua, aria e suolo/sedimento. LAB & Ambiente DOSSIER Tecniche innovative per misure in emissioni e in aria ambiente Tra le tecniche di analisi in campo il più utilizzato è attualmente l’analizzatore multifunzionale, mentre in laboratorio le nuove frontiere analitiche riguardano i composti metallici o metallo-organici con applicazioni in ICP-MS, XRF e fluorescenza atomica 52 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO acqua Le tecnologie per la misura degli inquinanti nell’aria riguardano sia le emissioni da impianti civili/industriali sia l’atmosfera ambientale, compresi gli ambienti interni. Tali attività spaziano dalla misura dei componenti gassosi in tracce (metalli, inquinanti organici, ecc…) alla caratterizzazione del materiale particolato nelle sue diverse granulometrie. Lo sviluppo di nuove apparecchiature per la misura ed il campionamento di inquinanti costituisce un elemento molto importante alla luce del possibile impiego di nuove tecnologie da impiegare per il monitoraggio ambientale. Tra queste, assumono particolare valore quelle basate sull’impiego della gascromatografia o dell’ICP accoppiato con la spettrometria di massa, nonché sull'emissione di raggi X (XRF) o sulla fluorescenza atomica per la caratterizzazione della composizione chimica del materiale particolato. Recentemente è stata anche posta grande attenzione al particolato avente dimensioni sub microniche (nanoparticolato), per il quale sono in fase di sviluppo ricerche orientate alla comprensione della loro distribuzione spaziale e temporale in diversi ambienti. Le nuove tecnologie di misura e campionamento degli inquinanti gassosi sono particolarmente importanti per studiare i meccanismi di formazione di questi composti nei centri urbani, in particolare di quelli ad elevato rischio di superamento dei limiti, per i quali vengono anche identificate le possibili sorgenti, sia locali che regionali. Le concentrazioni degli inquinanti sono anche messe in relazione con i parametri fisici od empirici relativi alla situazione meteorologica al fine di disaccoppiare il contributo della meteorologia da quello delle sorgenti emissive. In questo settore è molto attiva la ricerca sul comportamento degli inquinanti secondari tra i quali spiccano l’ozono, il biossido di azoto ed il materiale particolato o quella sulla valutazione di sostanze organiche tossiche per l’ambiente e per la salute della popolazione (diossine, furani, IPA, metalli, ec…), con riferimento alle loro proprietà cancerogene per le quali vengono continuamente sviluppati e messi a punto nuovi metodi analitici basati sulle tecniche cromatografiche e spettrometriche di massa. L’Italia svolge attività di monitoraggio non solo nel proprio paese, ma esporta tali competenze anche in Paesi caratterizzati da un elevato grado di contaminazione. L'Italia collabora con attività di ricerca, ad esempio, in aree urbane ed industriali della Serbia e del Montenegro, in vista di una loro collocazione nell'ambito Europeo, o della Tunisia e Turchia. Particolarmente importante è la cooperazione con la Cina, presso cui è stato svolto uno studio dell'inquinamento atmosferico in occasione delle Olimpiadi di Pechino 2008 e dell’EXPO 2010 a Shanghai. Di grande interesse sono anche le ricerche condotte dall’Italia nelle regioni polari, dove vengono studiati gli inquinanti presenti in traccia, in particolare nella fase aerosolica; gli aerosol vengono analizzati per composizione chimica e la distribuzione granulometrica delle particelle. Tra le tecniche di analisi in campo il più utilizzato è attualmente l’analizzatore multifunzionale, mentre in laboratorio le nuove frontiere dell’analisi riguardano i composti metallici o metallo-organici con applicazioni in ICPMS, in XRF e in fluorescenza atomica. aria suolo Gli analizzatori multifunzionali da campo L’analizzatore multifunzionale è uno strumento dedicato ad acquisire, visualizzare, memorizzare e stampare qualsiasi grandezza fisicoambientale. Temperatura, umidità, velocità dell’aria, radianza, illuminazione, concentrazione di gas (CO2 , O2 , CO, O3, NOx, ecc.) e altre misure possono essere condotte con questo strumento. L’analizzatore è uno strumento generalmente portatile, capace di acquisire una grande varietà di grandezze in combinazioni praticamente illimitate; infatti, esso ha la capacità di ricevere, riconoscere e quindi gestire di conseguenza qualunque tipo di sensore in qualunque dei suoi ingressi. Il sistema esegue misure ed analisi istantanee e memorizza i dati elementari che potranno successivamente essere trasferiti ad un Personal Computer oppure direttamente stampati. Dal PC è possibile avere il completo controllo remoto dello strumento connesso, visualizzando sul video la sua immagine completamente funzionante . L’analizzatore multifunzionale può ricevere segnali da sensori analogici ed impulsivi di qualsiasi tipo, riconoscendoli e auto-configurandoli in conformità. Negli ingressi autoconfigurabili i sensori sono automaticamente riconosciuti dagli strumenti. E’ possibile acquisire grandezze da qualsiasi sonda previa procedura di parametrizzazione. Il multi-acquisitore è generalmente montato su uno stativo agganciato su un tripode ad altezza regolabile e può essere direttamente collegato ad una serie di sonde che consentono la misura di una grande varietà di grandezze fisiche e gas. Le sonde possono essere analogiche (termocoppie, termoresistenze, termistore, termopile, sensori voltaici, potenziometrici, piezoelettrici, sensori con uscita mA , mV ecc.) oppure impulsive o a filo caldo. Ad esse possono essere aggiunte altri sistemi per misure delle polveri, totali o fini, del piombo o dell’amianto e così via. Il software elabora i dati in uscita dall’analizzatore e li trasforma in grafici e tabelle dove si possono evincere, sia i dati puntuali che i valori minimi, massimi e le medie di tutte le grandezze che caso per caso vengono ritenute opportune misurare. Stazioni autonome di acquisiszione per misure su lunghi periodi utilizzano sensori di tipo cordless con trasmissione radio del segnale. Le stazioni quindi possono fornire anche allarmi in caso di valori fuori soglia. Il sistema è utile nei casi di esposizioni in luoghi remoti, scarsamente accessibili e non presidiati quali aree remote d’alta quota, postazioni su camini, aree protette a rischio di tipo industriali, serbatoi, ecc… LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 53 LAB & Ambiente L’analisi in ICP-MS L’ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) è una tecnica analitica di spettrometria di massa altamente sensibile che in grado di determinare sostanze inorganiche metalliche e non metalliche presenti in concentrazioni inferiori a una parte per bilione. Sfrutta l'utilizzo di una torcia al plasma ICP (fig.1) per produrre la ionizzazione. Gli ioni vengono fatti passare, attraverso un sistema di aperture (coni), nell’analizzatore di massa che si trova sotto vuoto. Lo spettrometro di massa esegue la separazione e la rivelazione degli ioni prodotti. Gli ioni vengono separati in base al loro rapporto massa/carica e viene prodotto un segnale proporzionale alla concentrazione. Lo spettrometro di massa per l’ICP sfrutta solitamente un analizzatore di massa a quadrupolo (fig.2). Altri analizzatori di massa utilizzabili includono sistemi a doppia focalizzazione magnetico-elettrostatica (rivelatori ad alta risoluzione, fig.3) e sistemi a tempo di volo (TOF) con acceleratori assiali o ortogonali. Gli ICP-MS quadrupolari raggiungono in genere una risoluzione di massa atomica unitaria. La ridotta risoluzione è uno svantaggio soprattutto quando si hanno problemi di interfe- DOSSIER renza da parte di specie poliatomiche isobariche a specie elementari. Gli ICP-MS con analizzatore magnetico ad alta risoluzione hanno alto potere risolvente e, quindi, sono in grado di distinguere qualunque specie isobarica che differisca nel peso atomico o molecolare per la terza-quarta cifra decimale; in alternativa, operando in bassa risoluzione, si possono raggiungere sensibilità molto elevate (fino a due ordini di grandezza in più rispetto agli strumenti quadrupolari). Gli ICP-MS possono essere accoppiati ad HPLC o GC. L’accoppiamento HPLC-ICP-MS è un metodo estremamente efficace per determinare specie metallo-organiche non volatili. Possono essere scelte varie strategie di separazione, ripartizione, normale o a fase inversa, scambio ionico, esclusione, affinità, adsorbimento. La scelta dipenderà ovviamente dall’obiettivo dell’analisi. Tra le varie tecniche quella che è stata più utilizzata, almeno fin’ora, è quella a fase inversa (RP) che implica la distribuzione degli analiti tra una fase stazionaria apolare e una fase mobile polare. Molte applicazione riguardano la speciazione di composti organici dell’As (dimetilarseniati, monometilarsonati,ecc.) che accoppiano l’HPLC con colonna a scambio ionico con l’ICP-MS. Infine, rispetto all’accoppiamento con l’HPLC, il sistema GC-ICP-MS permette un maggior potere risolvente e un’efficienza di introduzione del 100% del campione; permette, inoltre, di ottenere un plasma molto stabile e secco, che dà quindi origine a poche interferenze. Inoltre, non si hanno problemi di incrostazioni o di depositi sui coni di campionamento e skimmer. Questo sistema però può essere utilizzato soltanto per la separazione di composti sufficientemente volatili e termicamente stabili o composti che possono essere derivatizzati in specie volatili. La maggior parte delle applicazioni riguarda la determinazione di composti organometallici di Sn, Hg e Pb in matrici ambientali. Ad esempio questa tecnica è stata utilizzata per la determinazione di composti organo-Pb in particolato atmosferico oppure per l’analisi multielemento di composti organici di Sn, Hg, e Pb in sedimenti e acque naturali. Un altro tipo di applicazione è il monitoraggio dell’aria negli ambienti di lavoro delle industrie di semiconduttori per valutare il rischio di esposizione a specie volatili di As, In e Pb. La tecnica XRF La tecnica XRF (X-Ray Fluorescence) consente di individuare gli elementi chimici costitutivi di un campione, grazie all’analisi della radiazione X da esso emessa (la cosiddetta fluorescenza X caratteristica) in seguito ad eccitazione atomica con opportuna energia (fig.4). L’analisi è assolutamente non distruttiva in quanto non richiede alcun tipo di preparazione del campione, può operare in aria e non altera in nessun modo il materiale analizzato. La radiazione X che incide sul campione ha energia massima di qualche decina di KeV e l’informazione che si ottiene proviene dagli strati più superficiali del campione, cioè da quelli che la radiazione caratteristica riemessa riesce ad attraversare. Le due alterative, per ciò che concerne la radiazione di eccitazione, sono protoni accelerati a pochi MeV (PIXE: Particle Induced X Emission) o elettroni, come nel microscopio elettronico (SEM: Scanning Electron Microscope), o più semplicemente una sonda elettronica. La radiazione caratteristica emessa dal campione può essere rivelata in funzione della sua lunghezza d’onda (tecnica Wave Dispersive-XRF: WD-XRF) o della sua energia (EDXRF). Nel primo caso si ha una maggior sensibilità, ma non è possibile costruire apparecchi portatili. Infatti, per separare le lunghezze d’onda della radiazione emessa, è necessario ricorrere a un prisma accoppiato ad un rivelatore posizionabile con precisione ad angoli variabili e per avere una buona separazione tra le emissioni alle differenti lunghezze d’onda è necessaria una distanza sufficientemente grande tra il prisma ed il rivelatore. Nell’analisi energy dispersive (ED-XRF), invece, la radiazione di fluorescenza emessa dal campione viene rivelata, in funzione dell’energia, da un rivelatore a stato solido che permette di individuare in un'unica misura tutti gli elementi rivelabili presenti nel campione. Questo consente, tra l’altro, di accorciare i tempi di misura in modo drastico rispetto all’analisi wave dispersive (WD-XRF). Per le analisi in dispersione di energia è possibile avere spettrometri portatili che sfruttano tubi radiogeni a bassa potenza e rivelatori che non richiedono raf- 54 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO acqua aria suolo lineare per una vasta gamma di concentrazioni. Tuttavia, qualunque freddamento con azoto liquido, accoppiati con schede multicanale specie molecolare presente nel gas inerte estinguerà il segnale di fluotascabili e computer portatili. Nel caso di analisi PIXE o con elettroni, rescenza e, per questo motivo, la tecnica è più comunemente usata è non è possibile la costruzione di apparecchi portatili, in quanto nel quella che utilizza un gas inerte, quale l’argon. Le lamine ricoperte primo caso è necessario un acceleratore, mentre nel secondo si deve d’oro possono essere usate per raccogliere il mercurio dall’aria ambienoperare nel vuoto. L'analisi TXRF (Total X-Ray Fluorescence analysis) è la tale o da altri mezzi. Le lamine allora vengono riscaldate, liberando il più utilizzata in campo ambientale, è una variante della tecnica ED-XRF mercurio dall'oro; l’argon viene fatto passare sulla lamina e ciò preconche sfrutta il processo di riflessione totale della radiazione X su un supcentra il mercurio, aumentando la sensibilità della metodica; l’argon porto riflettente. Il campione da analizzare è depositato sulla superficie arricchito con mercurio viene quindi trasportato al rilevatore. Un certo di tale supporto in uno strato sottile, in modo che gli effetti di autonumero di aziende hanno realizzato nuova strumentazione CVAFS per assorbimento siano trascurabili. Il rivelatore è posizionato a distanza il mercurio, creando analizzatori trasportabili capaci di analizzare il millimetrica dalla superficie del campione e l’effetto combinato della mercurio in aria ambientale. I metodi 245.7 d’EPA americana ed il metogrande efficacia di eccitazione, auto-assorbimento minimo e diffusione do 1631 sono metodi comunemente usati per la misura del mercurio in della radiazione di eccitazione fuori dall’angolo solido del rivelatore acque ed effluenti industriali che utilizzano la tecnica CVAFS. produce una sensibilità dell’ordine dei ppb. L’analisi è basata su un microprelievo dell'ordine di 10-7 e 10-12g e successiva diluizione e deposizione in strato sottile sul Get Equipped supporto. L’analisi quantitativa si Soluzioni e ottiene ricorrendo ad uno stanreagenti dard interno, cioè aggiungendo una quantità nota di un elemento di riferimento. Gli analizzatori a fluorescenza atomica Gli analizzatori a fluorescenza atomica (AFS) consentono l’analisi di elementi in tracce ed ultratracce, quali mercurio, arsenico, selenio, stagno, antimonio, bismuto, tellurio, piombo e cadmio, permettendo il raggiungimento di limiti di sensibilità (in ppt) difficili da ottenere con altre tecniche analitiche, soprattutto per l’applicazione in matrici complesse. Tra le tecniche possibili, la spettroscopia atomica di fluorescenza a vapore freddo, a volte definita con la sigla CVAFS, è un sottoinsieme della tecnica analitica conosciuta come spettroscopia atomica a fluorescenza (AFS). Utilizzata nella misura delle tracce dei metalli pesanti volatili, quali il mercurio, la tecnica del vapore freddo AFS utilizza la caratteristica unica del mercurio che si vaporizza a temperatura ambiente. Gli atomi liberi del mercurio in un gas inerte sono eccitati da una fonte collimata della luce ultravioletta a 253,7 nanometro. Gli atomi eccitati re-irradiano l’energia assorbita (sia flourescente) a questa stessa lunghezza d'onda. Diversamente dalla fonte direzionale di eccitazione, la fluorescenza è omnidirezionale e può essere rilevata così per mezzo di un tubo di un fotomoltiplicatore o di un fotodiodo UV. La tecnica differisce dal metodo più convenzionale dell’assorbimento atomico (AA), in quanto è più sensibile, più selettiva ed è Fotometri da banco Rifrattometri Fotometri portatili Elettrodi pHmetri da banco Titolatori automatico Minititolatori automatici Multiparametro da banco Agitatori pH / EC portatili Turbidimetri Il tuo nuo nuovo vo labor laboratorio atorio HANNA pr produce oduce una v vasta asta gamma di strumen strumenti ti e pr prodotti odotti scientifici, scien tifici, in gr grado ado di soddisf soddisfare are le esigenz esigenze e di analisi di ogni moderno labor laboratorio, atorio, ac accompagnando compagnando l’l’operatore operatore anche nelle analisi sul campo ccon on strumen strumenti ti porta portatili tili all’ all’avanguardia. avanguardia. HANNA.. Inno HANNA Innovatori vatori dal 1978. 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Per gli analizzatori TOC Claind propone infatti AirGen TOC, un generatore di aria zero la cui qualità è garantita dall’esclusivo sistema PSA per la rimozione combinata di H20 e CO2, perfezionato dal brevetto Fast Purity che assicura la massima purezza dell’aria appena pochi minuti dopo l’accensione. AirGen TOC è in grado di erogare aria ad altissima purezza grazie ad un reattore catalitico in Platino Palladio che garantisce la rimozione integrale degli HCT < 0,1 ppm e a un filtro finale ad alta efficienza che rimuove anche la CO2 residua (< 1 ppm). Come gli altri prodotti della linea Brezza, il generatore per TOC può essere considerato come un’unità indipendente o può essere inserito in una logica modulare: i generatori della serie Brezza, infatti, sono stati pensati come una serie di moduli che possono essere combinati liberamente fra loro, per adattarsi alle specifiche necessità di ogni singolo cliente, che può ad esempio scegliere se utilizzare una sorgente di aria compressa già presente all’interno del laboratorio (senza dover pagare quindi di più per un compressore integrato di serie nella macchina) o invece abbinare l’AirGen TOC a un Le configurazioni a torre 56 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO AirComp, il compressore della serie dedicato. È proprio questo l’intento di una soluzione completamente modulare, filosofia questa che sta alla base di tutta la serie Brezza: consentire ai clienti la massima flessibilità e personalizzazione per le molteplici esigenze tipiche del mondo analitico, dal piccolo al grande laboratorio. Con tale logica, è sempre possibile, infatti, aggiungere in un secondo momento un componente o un accessorio per il sopraggiungere di mutate necessità. In più con la serie Brezza è possibile anche tenere sotto controllo fino a 32 moduli contemporaneamente con un unico sistema di controllo centralizzato (la CPU) che consente di monitorare i parametri operativi, i tempi, le tabelle di manutenzione e lo storico di ogni singolo modulo via Ethernet / Internet. Dotata di un touch screen da 4”, la CPU consente una semplice ed immediata interattività su più moduli dislocati anche in diverse aree produttive, che si possono anche collegare in parallelo e su cui singolarmente è possibile impostare anche la produzione di gas parzializzata per facilitare la pro- grammazione della manutenzione in tempi diversi. Il criterio della modularità trova la sua massima espressione anche nella classica configurazione a torre, che prevede quattro generatori (idrogeno, azoto, aria e compressore) impilati uno sopra l’altro, indicata per l’alimentazione degli analizzatori di idrocarburi totali THC e BTX. La torre è composta da: • generatore di idrogeno HyGen, disponibile in tre modelli per flussi da 200-400-600 nmL/min. La serie HyGen è dotata dell’innovativa cella PEM HT, la cui affidabilità è certificata da Proton Energy Systems, azien- da americana leader nell’autogenerazione di idrogeno. Caratteristica fondamentale dei nuovi generatori di idrogeno è l’estrema sicurezza garantita anche dall’innovativo software di controllo, interfacciabile con ogni sistema di controllo remoto. Inoltre, contraddistinguono la serie HyGen l’ampia autonomia di esercizio, la facilità nella sostituzione della tanica dell’acqua estraibile e la presenza di un accessorio che consente la sostituzione dell’elemento filtrante finale senza inquinare di aria la linea di idrogeno. • generatore di azoto NiGen GC, disponibile nella versione base e in quella HC per la rimozione integrale degli idrocarburi (< 0,1 ppm per applicazioni con rivelatori ad alta sensibilità). Alte prestazioni e azoto ad altissima purezza garantiti dal sistema PSA con l’esclusivo brevetto Claind Fast Purity, offerte ad un prezzo di acquisto assolutamente competitivo. • generatore di aria zero “AirGen” GC per la produzione di aria ad altissima purezza, garantita dall’esclusivo sistema PSA CLAIND e dal sistema HC in Platino Palladio ad alta efficienza per la rimozione integrale degli HCT < 0,1 ppm. • generatore di aria compressa AirComp per la produzione di aria compressa da compressore full oil Free a 8 bar per l’alimentazione di uno o due moduli Brezza. Compatto e completo di tutti i controlli per un funzionamento continuo e senza sorveglianza, grazie a speciali accorgimenti di insonorizzazione ed antivibrazione garantisce un rumore ridotto al minimo. Il modulo AirComp è indicato anche per le analisi dei metalli con tecnica di assorbimento atomico: il compressore oil free eroga fino a 20 Nl/min di aria con un indice di umidità inferiore a 3° C dew point ATP e meno di 0,01 µm di particolato. In ultimo, per le analisi dei metalli con tecnica ICP, Claind propone il NiGen HF, nella doppia versione -1 e -0 (con e senza compressore), in grado di erogare oltre 3 NL/min di azoto con una purezza pari al 99,9995%. LAB & Ambiente DOSSIER Operativa la nuova Divisione Service di Hellma Italia E’ sempre più diffusa la richiesta di qualificazione strumentale da parte degli utenti di strumentazione analitica, soprattutto nei settori chimico, farmaceutico, ambientale e alimentare. Le ispezioni di Quality Assurance a cui tutti i laboratori di prova, sia quelli indipendenti sul piano organizzativo e commerciale che quelli dipendenti da una organizzazione più vasta (quali aziende manifatturiere, organizzazioni pubbliche o private, centri di ricerca) sono periodicamente sottoposti, richiedono un’attenta verifica della strumentazione utilizzata nelle innumerevoli procedure (SOP) e metodi interni. In ambiti industriali, la convalida di sistemi e processi produttivi include egualmente la verifica della strumentazione analitica di Quality Control e di quella utilizzata on-line per monitoraggio di processo Come ben noto alla vasta utenza, la qualifica strumentale consta di manutenzione preventiva e conferma metrologica. La manutenzione preventiva richiede l’intervento di tecnici qualificati, mentre la conferma metrologica prevede l’utilizzo di Standard Certificati, la stesura di dettagliati protocolli di Operational Qualification (OQ) e Performance Validation (PV). Hellma Italia Service propone, nell’ambito di un’assistenza post-vendita, soluzioni in grado di assolvere tutti i requisiti sopra elencati, con interventi estesi ad un parco strumentale multimarca. Nel dettaglio, gli interventi di Service includono: • Utilizzo e/o fornitura di Standard Certificati UV/Vis/NIR, tracciabili NIST, prodotti e certificati da Hellma Analytics, il cui Laboratorio di Certificazione e' accreditato DKD alle DIN EN ISO/IEC 17025:2005. Gli Standard Certificati di Hellma Analytics sono stati progettati in accordo alle procedure del NIST, dell’ASTM e della EP (European Pharmacopeia). Consentono la verifica di tutti i parametri strumentali richiesti per la conformità a sistemi di qualità internazionalmente riconosciuti, quali le ISO 9000, le GLP, le GMP e sono utilizzati per le certificazioni secondo i dettami della Farmacopea (Farmacopea Ufficiale Italiana, EP, DAB, USP). Verifica di risoluzione, accuratezza delle lunghezze d’onda, accuratezza fotometrica e luce diffusa sono test che non possono mancare nella stesura di un protocollo di OQ/PV. • Utilizzo e/o fornitura di Standard 58 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO Certificati per NIR/IR, tracciabili NIST, prodotti e certificati da PIKE Technologies ( marchio americano distribuito da Hellma Italia sul territorio nazionale).PIKE offre una gamma completa di Standard di Riferimento per calibrazione degli FT-IR: in particolare, uno Standard in film di polistirene di 38µm, tracciabile NIST, per calibrazione dell’accuratezza dei numeri d’onda (corredato da letture di calibrazione e documentazione di tracciabilità), e uno di 76µm, per verifica della linearità strumentale, ovvero degli zero. Per il controllo di misure in riflessione speculare, tecnica sempre più utilizzata in IR per analisi di rivestimenti superficiali, PIKE produce uno Standard in Germanio che consente di ottenere valori di riflessione calcolabili con riferimento ad equazioni di Fresnel. Lo standard e’ corredato da documentazione per tracciare le misure di riflessione speculare a valori di indice di rifrazione noti. Non esiste uno standard primario di riferimento. E’ inoltre disponibile lo Standard PIKE per misure ATR, per il cui utilizzo nella convalida strumentale del sistema FT-IR/ATR e’ disponibile un manuale di procedure. Completa la gamma PIKE, lo Standard Certificato, tracciabile NIST, per calibrazione delle lunghezze d’onda nella regione NIR fino a 2500nm. Risponde, fra gli altri, ai requisiti USP per certificazione di misure in riflessione diffusa. • Utilizzo e/o fornitura di Standard Certificati per Colorimetria e Riflettanza, prodotti da CERAM Research Ltd. e Certificati dal Laboratorio di Certificazione CERAM, accreditato UKAS alle ISO/IEC 17025:2005. Gli Standard CERAM sono tracciabili NPL ( National Physical Laboratory) e internazionalmente riconosciuti da EA (European Accreditation), IAF (International Accreditation Forum) e da ILAC (International Accreditation Cooperation). Includono Standard Colorimetrici “Glossy “ e “Matt”, Standard per certificazione di misure in riflessione (speculare, diffusa e totale) nella scala dei grigi, da 0% a 100% di valore di riflettanza percentuale, misurati nel campo spettrale del visibile ma con possibile estensione da 250 fino a 2500nm. Su richiesta, Standard Certificati di altri costruttori ( quali Labsphere e NPL) potranno essere utilizzati e/o forniti. • Esecuzione di manutenzione preventiva su spettrometri UV/Vis/NIR e FT-IR, con interventi on-site di personale tecnico qualificato per assistenza su tutte le marche strumentali. • Stesura di Protocolli OQ/PV, adeguatamente redatti da Specialisti in spettroscopia, qualificati in QA, per la conferma metrologica di spettrometri UV/Vis/NIR e FT-IR di tutte le marche strumentali. • Svolgimento on-site dei test di OQ/PV, eseguiti da personale con conoscenza estesa di funzionalità e operatività software di tutte le marche strumentali. Da ultimo, le credenziali offerte dal gruppo Hellma, da più di ottantacinque anni partner di ogni spettroscopista, sono ulteriore garanzia di esperienza e competenza superiori: • Competenza nella progettazione e costruzione di soluzioni ottiche, accessori e celle di campionamento per tutte le spettroscopie e marche strumentali: nuove esigenze analitiche dell’utenza sono spesso risolte da cuvette “in esecuzione speciale” o sonde per campionamento remoto che, progettate e fabbricate in Hellma Analytics, implementano le prestazioni di spettrometri già in uso. Hellma Italia garantisce il service anche sulle realizzazioni custom. • Esperienza applicativa, costruita negli anni dalle molte collaborazioni con costruttori di strumentazione e, localmente, dalla distribuzione di importanti marchi strumentali ( Carl Zeiss, Unity Scientific e AMS). • Competenza di Hellma Analytics nella fabbricazione di Standard Certificati “custom”, la cui conformità alle normative vigenti è garantita dall’accreditamento DIN EN ISO/IEC 17025: 2005. Gli Standard possono essere modificati nella forma, nelle dimensioni e nei parametri di certificazione. • Servizio efficiente di certificazione e ricertificazione, che il Laboratorio di Certificazione di Hellma Analytics ha le competenze per eseguire sia su Standard di propria fabbricazione che su quelli di altro costruttore. • Conoscenza dettagliata delle tecniche analitiche e della strumentazione: gli interventi di manutenzione sono mirati sia al mantenimento delle specifiche strumentali entro le tolleranze dichiarate nei metodi validati, che al prolungamento del tempo di vita e di utilizzo della strumentazione stessa, anche e soprattutto di quella di meno recente fabbricazione. Il personale di Hellma Italia è a disposizione per offrire proposte di service personalizzate, sottoporre bozze di protocollo OQ/PV alla verifica degli interessati e valutare la fattibilità di interventi di manutenzione preventiva, anche su strumentazione multimarca dedicata a tecniche analitiche cromatografiche, assorbimento atomico ed altre ancora. LAB & Ambiente DOSSIER Conteggio e frazionamento delle nanoparticelle La TCR Tecora presenta le soluzioni innovative per quantificare le nanoparticelle: contatore a condensazione e contatore a gabbia di Faraday, nonché il sistema DMA per analizzare la distribuzione delle nanoparticelle suddivise per classi dimensionali Il Differential Mobility Analyzer della GRIMM Dal gennaio 2010, la TCR Tecora rappresenta la strumentazione della GRIMM Aerosol Technik, azienda tedesca che produce contatori di particelle nel range compreso tra 0,9 nm e oltre 30 µm. Tali strumenti vengono impiegati per effettuare studi sull’esposizione e gli effetti dell’inalazione delle particelle e delle nanoparticelle. Il laser scattering non è adatto a rilevare efficientemente le particelle al di sotto di 0,1 µm. Per questo, la GRIMM ha progettato e sviluppato, in collaborazione con l’università di Vienna, soluzioni inno- Conta particelle a condensazione 60 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO vative per determinare e quantificare le nanoparticelle. Le nanoparticelle hanno massa trascurabile; di conseguenza, l’obiettivo della strumentazione utilizzata per rilevarle è quello di contarne il numero totale e di classificarle a seconda della loro dimensione. L’azienda tedesca propone due soluzioni per contare il numero totale delle nanoparticelle: contatore a condensazione e contatore a gabbia di Faraday, nonché un sistema chiamato DMA per analizzare la distribuzione delle nanoparticelle suddivise per classi dimensionali. Conta Particelle a Condensazione Nel Condensation Particle Counter (CPC) le nanoparticelle vengono ingrandite attraverso il fenomeno della condensazione. L’aria campionata passa attraverso 2 stadi: saturatore e condensatore. Nel primo stadio, alla temperatura di 35°C, il butanolo in fase vapore si lega alle nanoparticelle, mentre nel secondo stadio, alla temperatura di 10° C, il butanolo condensa sulle nanoparticelle, che agiscono da nucleo di condensazione. Questo processo aumenta la dimensione delle nanoparticelle fino a 10 µm; in questo modo, esse risultano visibili al laser scattering. Il CPC può essere utilizzato da solo o assieme al DMA, per conoscere la distribuzione delle nanoparticelle per classi dimensionali. Scanning Mobility Particle Sizer Il sistema SMPS+C è portatile ed operante a batteria, costituito da un contatore di particelle (CPC), usato come detector, unito a un DMA, che effettua la classificazione delle nanopolveri per classi dimensionali, nel range compreso tra 5 e 1100 nm. I due sistemi sono gestiti dal software dedicato, che consente di visualizzare i dati in tempo reale.Il sistema SMPS+E è costituito dal DMA unito alla gabbia di Faraday (FCE). Esso permette di misurare in modo veloce la distribuzione delle nano particelle separate per classi granulometriche nel range compreso tra 0,8 e 1100 nm. I due sistemi sono gestiti dal software dedicato, che consente di visualizzare i dati in tempo reale. Gabbia di Faraday Le nanoparticelle vengono contate nel Faraday Cup Electrometer (FCE) tramite un filtro elettrostatico che utilizza il principio della gabbia di Faraday. Le particelle depositano la loro carica sul filtro, innescando così una piccola corrente, che viene convertita in voltaggio, utilizzando una resistenza a impedenza. Questo è in assoluto il metodo più semplice e veloce per il conteggio totale delle nano particelle, non è necessario l’impiego di alcun consumabile. La gabbia di Faraday può essere utilizzata solo assieme al DMA. Wide Range Aerosol Spectrometer (WRAS) Integra la tecnologia dello spettrometro laser (OPC) alla separazione elettrostatica operata del sistema DMA + CPC, consentendo la misura delle particelle e delle nano particelle nel range compreso tra 5 nm e 32 µm. Il WRAS è la soluzione perfetta per molteplici applicazioni, non solo per le misure nei network ambientali e per gli studi sul clima, ma soprattutto per il monitoraggio della qualità dell'aria nei processi di produzione e per la sicurezza nei luoghi di lavoro. Differential Mobility Analyzer Il DMA suddivide le nanoparticelle in classi dimensionali a seconda della loro mobilità in un campo elettrostatico. Le particelle caricate negativamente vengono attratte da un elettrodo positivo e, a seconda del voltaggio dato, solo le particelle con una certa mobilità riescono a passare attraverso il cilindro di separazione e contate da un CPC o da una FCE. Variando la tensione applicata agli elettrodi nel range compreso tra 5 e 10.000 V, è possibile ottenere la distribuzione delle particelle per classi dimensionali. È possibile acquistare gli strumenti in varie configurazioni, in modo da ottenere risultati più precisi e riproducibili. Gabbia di Faraday acqua aria suolo Monitoraggio ambientale nel corpo discarica Per il monitoraggio continuo, la Pollution propone un micro-gascromatografo che può essere collegato a un sistema di campionamento, per analizzare in sequenza una serie di punti all’interno o lungo il perimetro della discarica limite di tossicità e\o quello di sensibilità olfattiva, comunicandone il superamento via SMS o e-mail al gestore Pollution opera nel settore industriale, militare e civile per quanto concerne la protezione da rischio chimico e produce in proprio la strumentazione analitica. Ha acquisito anche elevate competenze in sistemi d’analisi ambientale con la produzione e l'installazione di impianti di campionamento e di analizzatori. Nell’ambito dei rilievi nelle discariche l’assenza di un monitoraggio continuo e il ritardo nella risposta analitica non permettono di segnalare tempestivamente situazioni di pericolo, seguire la migrazione degli inquinanti ed effettuare correlazioni con i dati meteorologici. Pollution propone uno screening preventivo con un GC/MS portatile, il sistema INFICON HAPSITE®. Con l’HAPSITE è possibile ottenere on-site, in maniera rapida ed affidabile, informazioni fondamentali in caso di interventi in emergenza per analisi di composti organici volatili (COV) in aria acqua e terreno in ambito ambientale, nel trattamento dei rifiuti pericolosi, nell’igiene industriale, nel controllo di processo. La fase di monitoraggio in continuo è stata successivamente eseguita usando un micro-gascromatografo portatile VEGA-CG e un campionatore multipunto Vega-MPS. Il Vega-MPS manda in sequenza al Vega-GC i campioni aspirati in una serie di punti all’interno o lungo il perimetro della discarica. Tale sistema è costituito da una rete di tubazioni in materiale inerte e l’aspirazione è continua su tutte le linee. Fra campionatore e analizzatore è stato inserito un concentratore EDU-3 per aumentare la sensibilità del sistema di monitoraggio. Anche il concentratore viene pilotato via cavo direttamente dal Vega-GC. Attraverso il Software MCPlan integrato nel computer è possibile registrare la composizione chimica del punto di prelievo e l’ora del campionamento, confrontare la concentrazione di ogni componente con il della discarica. Quest’ultimo può collegarsi all’analizzatore attraverso un PC remoto, visualizzare anche grafi- camente l’andamento delle concentrazioni nelle ultime ore ed effettuare un’analisi approfondita. LAB & Ambiente DOSSIER Cappe mobili senza condotto a colonna di filtrazione modulabile La prevenzione dei rischi chimici nell’ambito professionale è un fenomeno che interessa tutti i laboratori. Il gruppo Erlab ha sviluppato una nuova generazione di cappe a filtrazione senza raccordo. Basata su un concetto modulare, la linea Captair® Flex® assicura la protezione degli operatori adattandosi alle manipolazioni d’agenti chimici tossici per il laboratorio e per le camere sterili Da più di 40 anni Erlab focalizza le proprie ricerche sulla realizzazione di cappe per l’abbattimento dei gas tossici per i laboratori. Completamente prive di sistema d’estrazione, le cappe Captair® Flex® eliminano le emissioni di sostanze tossiche in atmosfera, contribuendo alla protezione ambientale. Inoltre, non necessitano di alcun supplemento energetico, come richiesto invece dalle cappe convenzionali a raccordo, per il continuo funzionamento del sistema di compensazione d’aria. L’equilibrio tra distribuzione ed estrazione d’aria, elemento fondamentale per il buon funzionamento delle cappe tradizionali, si traduce tuttavia in enormi consumi energetici. L’installazione delle cappe Erlab è semplice ed istantanea. Poiché prive del sistema d’estrazione, il montaggio diventa semplicissimo, nonché realizzabile in qualsiasi momento. Le cappe risolvono le problematiche di spazio che spesso affliggono i laboratori, facilitando altresì l’eventuale ridistribuzione delle aree operative dell’ambiente di lavoro. La flessibilità della nuova tecnologia La combinazione di diverse tecnolo- 62 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO gie di filtrazione, molecolare e particellare, configurate in un solo sistema permette di soddisfare le differenti esigenze di protezione durante le varie applicazioni in laboratorio: diluizioni, dosaggi, estrazioni, travasi, pesate, formulazioni, messe in soluzione...usando prodotti in forma liquida o solida ed entrambi. Le cappe Captair® Flex® sono adatte anche per l’utilizzo in camere sterili. Il tutto è reso possibile grazie al nuovo concetto di filtri a dimensione unica al quale viene applicato un sistema d’impilaggio. I diversi modelli possono essere dotati da 1 fino a 4 colonne di filtrazione, offrendo capacità di ritenzione elevatissime. La modularità e la flessibiltà della tecnologia proposta permettono di far evolvere l’apparecchio secondo la tipologia delle manipolazioni. Caratteristiche tecniche e specifiche Risultato di anni di ricerca e sviluppo sulla filtrazione, la cartuccia a carbone iperattivo, presente nei sistemi di filtrazione Erlab®, é in grado di trattenere le molecole tossiche evaporate durante le manipolazioni. Il fenomeno fisico che permette alle molecole in stato gassoso e semi- gassoso di essere fissate sulla superficie del grano di carbone é noto come adsorbimento. Esso può avvenire in due modi: - adsorbimento fisico tramite le forze di Van der Waals; - adsorbimento chimico, il quale utilizza invece dei legami energetici generati dalla composizione chimica della molecola in contatto con i gas presenti in atmosfera. I filtri Erlab® utilizzano entrambi i fenomeni, ottimizzando al massimo la capacità adsorbente del carbone per uno spettro ampissimo di molecole con varie specifiche chimiche. Da anni il Gruppo lavora sullo sviluppo del carbone iperattivo senza l’utilizzo di impregnanti nocivi per l’ambiente. I test realizzati sul carbone usato come materia prima nella concezione dei filtri molecolari hanno sancito ottimi risultati in termine di capacità adsorbente, secondo la norma ASTM. La filtrazione HEPA H14 permette d’ intrappolare le particelle in sospensione con diametro superiore a 0,1 µm garantendo un’efficacia del 99,995% secondo il metodo MPPS della norma EN 1822-1. Le capacità di filtrazione e di contenimento sono garantite, inoltre, dalla conformità alla norma AFNOR NF X 15-211: 2009, referenza nel campo delle cappe a ricircolo. Questa norma si applica laddove vengono manipolati agenti chimici sottoposti ad un valore limite d‘esposizione professionale (TLV: Threshold Limit Value). Durante la fase di normale funzionamento della cappa, la concentrazione in uscita dei filtri deve essere inferiore a 1% della TLV del prodotto manipolato. Al fine di provare l’efficacia di contenimento, questa norma prescrive un test specifico. Del gas tracciante, SF6 (esafluoro di solfo), viene emes- so all’interno della cabina mentre una griglia dotata di sensori è posizionata davanti alle aperture di manipolazione. Sulla base delle concentrazioni di gas emesso e dei prelievi effettuati a livello della griglia si stabilisce un grado di prestazione del contenimento della cabina. La soglia di contenimento fissata dalla norma impone una concentrazione massima di 0,1 ppm del gas tracciante.Per le cappe a filtrazione con facciate fisse, la velocità d’aria frontale deve essere mantenuta tra 0,4 e 0,6 m/s in ogni punto delle aperture. Le cappe a filtrazione devono essere equipaggiate con un dispositivo di controllo continuo della ventilazione che garantisce il buono stato di contenimento. Le cappe a filtrazione devono, inoltre essere accompagnate d’un libretto il quale elenca tutti gli agenti chimici manipolabili sotto cappa nelle condizioni descritte dalla norma NF X 15-211: 2009. Erlab ha creato Il Chemical Listing, un elenco di circa 700 prodotti trattenuti dalle cappe Captair® Flex®. Erlab offre il programma ESP® (Erlab Safety Program), un piano completo di consulenza per le fasi di scelta, installazione e manutenzione delle cappe. In una prima fase di analisi del rischio chimico, vengono considerate le manipolazioni previste e convalidata la tecnologia Flex® più adatta a secondo delle interazioni tra molecole. Sulla base di quest’ analisi, viene raccomandato l’apparecchio, la configurazione delle colonne di filtrazione e il tipo di cabina, che assicurano la miglior protezione dei tecnici di laboratorio. Dopo il collaudo, la cappa viene seguita per la regolare manutenzione e tramite un controllo permanente per adattarla secondo l’evoluzione delle manipolazioni. ʫ˄˃ː˅ˊˋːˑː˕ˑːˑˆˇ˕˖ˋː˃˖ˋ˃ˎˎˑ˕˖ˑ˅˅˃ˉˉˋˑʂ ʫ ˄˃ː˅ˊˋːˑː˕ˑːˑˆˇ˕˖ˋː˃˖ˋ˃ˎˎˑ˕˖ˑ˅˅˃ˉˉˋˑʂ Soluzioni ideali per lo stocca stoccaggio ggio nel luogo luogo di lav la lavoro voro TM ʣ ˔ˏ˃ ˔ˏ˃ˆ ˆˋ ˋ ˇ ˏˇ ˏ ˇ ː˕ ː ˕ ˑ ˎˎˇ ˇ˘ ˘ˇ ˇː ː˖˖ ˋˋˎˎ ˃ ˖˖ˋˋ ˃ ˃ ˈˈˋˋ ˎ ˖˖˔˃ ˔˃˜ˋˑ ˑːˇ ːˇ Abbattimento totale dei vapori tossici e degli odori fastidiosi Filtrazione conforme alla norma AFNOR NF X 15-211 : 2009, Classe 2 Purificazione 24 ore / 24 ore dell’aria nel laboratorio Protezione totale garantita dal programma ® Erlab Safety Program ʓʒʒʆ˔ˋ˕˒˃˔ˏˋˑˇːˇ˔ˉˇ˖ˋ˅ˑ ʼˇ˔ˑˇˏˋ˕˕ˋˑːˋˆˋ˕ˑ˕˖˃ː˜ˇ ˋː˓˗ˋː˃ː˖ˋːˇˎˎ͐˃˖ˏˑ˕ˈˇ˔˃ʂ **Chiama Chiama il il ttuo uo ® sspecialista pecialista oggi oggi sstesso tesso e cconfigurate onfigurate insieme insieme la la soluzione soluzione secondo secondo lle e sspecifiche pecifiche rrichieste ichieste : +39 +39 (0) (0 ) 2 89 89 00 00 771 771 Erlab D D.F.S .F.S .F .S S.A.S Ufficio di Ra Rappresentanza ppresentanza in Italia Via Leone XIII, 10 – 20145 Milano Tel T el : +39 (0)2 89 00 771 - Fax : +39 (0)2 72 09 78 12 [email protected] Informazioni@erlab Inf [email protected] www.captair17.com www.ca www .captair17.com LAB & Ambiente DOSSIER EcoStar servizio per lo smaltimento e il recupero dei gas refrigeranti Rivoira, nata nel 1920, è stata una delle prime aziende in Italia ad operare nel settore dei gas industriali. Oggi fa parte del gruppo multinazionale Praxair, leader nella produzione e distribuzione dei gas e nello sviluppo di nuove tecnologie Paragonata ad altre realtà industriali, l'impatto diretto dei processi produttivi Rivoira sull'ambiente è modesto. I gas atmosferici, attività primaria dell'azienda, usano una risorsa rinnovabile, l'aria, come materia prima. Molti dei gas di processo, anidride carbonica, elio e parte dell'idrogeno, sono co-prodotti di altri processi indutriali, che Rivoira cattura e raffina con un impatto ambientale relativamente minimo. Il servizio Ecostar Dal continuo scambio di informazioni con questa grande realtà multinazionale, all'interno di un costante processo di innovazione, nascono le soluzioni più avanzate che permettono, a un numero sempre crescente di Clienti, di raggiungere gli obiettivi di miglioramento qualitativo, produttivo, economico ed ambientale. Con i propri prodotti ossigeno, azoto, argon, anidride carbonica, elio, gas rari, gas puri, gas speciali, gas medicinali, gas refrigeranti e ghiaccio secco, con le proprie tecnologie e con la propria esperienza, Rivoira si propone quindi come partner con una grande attenzione per l'ambiente. Rivoira è, infatti, da sempre impegnata nella ricerca e nello sviluppo di soluzioni specifiche per salvaguardare l’ambiente e per migliorare la qualità della vita. I gas industriali Rivoira/Praxair vengono spesso utilizzati per ridurre le emissioni di sostanze inquinanti e i consumi energetici. In molti casi, le soluzioni proposte consentono non solo di risolvere i problemi ambientali, ma anche di migliorare la produttività. Solo il 20% del totale delle emissioni con effetto serra sono emissini dirette, principalmente dovute alla produzione di idrogeno. Il restante 80% sono emissioni indirette dovute all'utilizzo dell'energia elettrica per la conduzione degli stabilimenti. 64 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO Rivoira, inoltre, studia soluzioni e servizi per far fronte alla crescente rigorosità delle normative ambientali nel mondo. Per esempio, per il recupero dei gas refrigeranti, obbligatorio per legge, ha predisposto un servizio denominato Ecostar. Il servizio prevede analisi chimiche per valutare il grado di inquinamento del gas refrigerante presente negli impianti, un'analisi preliminare del gas refrigerante, contenitori idonei alla raccolta, trasporto con mezzi autorizzati, documenti identificativi a norma di legge, smaltimento del fluido refrigerante e rigenerazione del gas R-22. Recupero del R-22 L’R-22 recuperato, se trattabile, sarà in parte rigenerato e rimesso a disposizione della clientela per la manutenzione degli impianti esistenti (fino al 31 Dicembre 2014, come prevede il Regolamento Europeo 2037/2000). Un servizio importante perché il gas refrigerante recuperato dagli impianti non è trasportabile e può quindi essere reimpiegato solo nello stesso luogo dell'intervento. Solo l'R-22 Rigenerato, fornito in recipienti provvisti di etichetta con l'indicazione che la sostanza è stata rigenerata e con informazioni sul numero di lotto e il nome e l'indirizzo dell'impianto di rigenerazione, può essere trasportato, commercializzato e riutilizzato per la manutenzione di altri impianti esistenti. RecoveryCold Rivoira mette a disposizione StarCold Point, bombole da 40 lt. e bomboloni da 800 lt. per le grandi utenze, che si possono utilizzare per il recupero dei gas refrigeranti, assieme a una busta contenente le istruzioni per il corretto recupero, le etichette da applicare alle bombole ed il modulo per la richiesta di ritiro del prodotto recuperato. Su richiesta dell'azienda “Produttore del rifiuto”, le bombole saranno ritirate da una società del gruppo, che ha stipulato un “Accordo di Programma” con il Ministero dell’Ambiente, per lo svolgimento di tali attività., e portate al centro di raccolta, per essere destinate allo smaltimento. All’atto del ritiro, al cliente sarà rilasciata la prima copia del formulario di presa rifiuto. Totale sicurezza Il sistema di sicurezza integrato delle SCAT Safety Caps garantisce la sicurezza nei laboratori che utilizzano solventi organici Numerose direttive – per esempio quelle riferite alle concentrazioni MAK – indicano le quantità tollerabili di sostanze tossiche presenti nell’aria ricircolata e determinano quali sono i limiti accettabili secondo l’opinione degli esperti del settore. Nell’ambito della responsabilità e della sicurezza dei dipendenti l’obiettivo da raggiungere dovrebbe però essere sempre quello della riduzione massima possibile delle sostanze pericolose per la salute nell’ambiente di lavoro. Soprattutto i solventi organici sono comunque tossici – anche in piccole quantità ed a lungo termine risultano pericolosi per la salute, anche in concentrazioni ridotte. Alcuni esempi chiariscono meglio questi pericoli per la salute che finora sono stati fortemente sottovalutati. Una ricerca dell’Istituto Federale Tedesco per la sicurezza sul lavoro e la medicina del lavoro analizza le connessioni tra “l’esposizione ai solventi sul posto di lavoro e le modifiche delle funzioni renali e le patologie renali non neoplastiche come le lesioni acute ai tubuli renali e le glomerulo-nefriti, che possono causare lesioni renali croniche ed anche insufficienze renali terminali“. (Fonte: J.U.Voss, M.Roller, I.Mengelsdorf – “Effetto nefrotossico dei solventi organici. Ricerca bibliografica“, Istituto Federale Tedesco per la sicurezza sul lavoro e la medicina del lavoro 2003. 208 pagine. Nr. progetto: F 5159). “Le polineuropatie tossiche o le encefalopatie possono essere originate dall’effetto di solventi organici neurotossici. (...) I solventi organici sono di norma leggermente volatili e quindi evaporano rapidamente anche a basse temperature. Quando le condizioni di ventilazione sono sfavorevoli possono dunque risultare alte concentrazioni di sol- venti nell’aria che viene respirata. (...) A causa della loro volatilità i solventi organici vengono prevalentemente inspirati dai polmoni, ma vengono in parte anche assorbiti dalla pelle. Dopo la loro assunzione essi si distribuiscono nell’intero organismo ed in particolare anche nel sistema nervoso. (...)“ (Fonte: Bollettino sulle malattie professionali nr. 1317 dell’appendice al Decreto sulle malattie professionali (BKV): “Polineuropate o encefalopatie causate dai solventi organici o dai loro composti“, B.ArbBl. 3/2005, pag. 49). Uno studio del Laboratorio sull’industria e sull’ambiente della Pomerania Inferiore ha confermato l’efficienza del sistema di sicurezza SCAT Safety System nell’ambito di un test eseguito in modo indipendente. Nel corso degli esperimenti si doveva verificare se, grazie a questo sistema, era possibile ottenere una considerevole riduzione delle emissioni e di conseguenza una riduzione delle perdite di solventi. Contemporaneamente si doveva controllare se il gradiente del solvente rimaneva costante per quanto riguarda i composti binari. I risultati hanno evidenziato una riduzione complessiva delle emissioni di solventi pari al 70%. Contemporaneamente grazie al sistema SCAT – distribuito in Italia da Exonder - è stato possibile evitare sia una modifica del gradiente del solvente, che una diminuzione del volume causata dall’evaporazione (Fonte: certificato di collaudo nr. 81229 del Laboratorio sull’industria e sull’ambiente della Pomerania Inferiore). La soluzione risulta tanto semplice, quanto affidabile: il sistema di sicurezza integrato delle SCAT Safety Caps vi protegge dalle conseguenze causate dai vapori di solventi non filtrati – e ciò avviene senza dispendiose installazioni o modifiche tecniche. Come efficiente alternativa ai costosi sistemi di aspirazione le SCAT Safety Caps sono già parte integrante degli equipaggiamenti di sicurezza di rinomate imprese del settore chimico e farmaceutico sia in Italia che in Europa. I valori delle concentrazioni delle sostanze tossiche sono soggetti ad oscillazioni – è importante dunque mettersi al sicuro e non scendere mai a compromessi per quanto riguarda la sicurezza e la protezione sul lavoro, ne va della propria salute. LAB & Ambiente DOSSIER Manutenzione efficiente degli impianti termici L'aumento del costo dei combustibili per gli impianti termici sottolinea l'urgenza crescente di monitorare il rendimento tramite l'analisi delle emissioni. Testo, azienda all’avanguardia nella tecnologia di misura, ha introdotto sul mercato uno strumento a 4 celle, con cui isurare le emissioni in modo semplice, veloce e flessibile. Testo 340 è utilizzabile con una sola mano e risulta estremamente maneggevole per misure a campione Grazie alle ambiziose politiche ambientali e all’impegno politico e civile per le fonti energetiche rinnovabili, Friburgo si è guadagnata il soprannome di Città Verde, ricca di soluzioni organizzative, ecologiche e tecnologiche. Testo AG è una delle più importanti aziende specializzate nella produzione di strumenti di misura di precisione. Nel campo delle emissioni industriali, nella termografia degli edifici come anche nel settore del riscaldamento e ventilazione, Testo fornisce soluzioni di misura ad alto contenuto tecnologico per le applicazioni più complesse. Gli strumenti Testo sono impiegati in tutto il mondo in contesti di tutela ambientale. Durante i preparativi per i Giochi Olimpici di Pechino nel 2008, il governo della Repubblica Popolare Cinese, sostenuto dall’Agenzia statunitense per la protezione dell’ambiente (EPA), ha scelto Testo come fornitore di strumenti di misura ad alta precisione con lo scopo di ridurre le emissioni di gas combusti e migliorare così la qualità dell’aria nella città di Pechino. L’Ufficio comunale per la protezione ambientale di Pechino oggi utilizza l’analizzatore di combustione portatile Testo 350 per controllare regolarmente tutte le società, come ad esempio le centrali a combustibili fossili, le cui attività hanno effetti 66 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO sull’equilibrio energetico. Grazie all’elevata precisione e alla lunga durata delle celle elettrochimiche, l’analizzatore di combustione Testo 350 è la soluzione ideale per questo tipo di misure. All’interno della Urban Best Practices Area (UBPA) dell’Expo 2010 di Shanghai, Testo AG presenta le termocamere e gli strumenti per la misura delle emissioni per applicazioni inerenti la valutazione dell’efficienza termica degli edifici, in qualtià di partner della Città Verde di Friburgo. L’ultimo nato degli analizzatori di combustione è il modello 340 che consente di misurare in modo flessibile le emissioni nel settore industriale. L'aumento del costo dei combustibili per gli impianti termici sottolinea l'urgenza crescente di monitorare il rendimento tramite l'analisi delle emissioni. Il nuovo analizzatore testo 340, pratico e semplice da utilizzare, rappresenta la soluzione ideale. Testo 340 è utilizzabile con una sola mano e risulta estremamente maneggevole per misure a campione, ad esempio su bruciatori o motori industriali. Questo analizzatore di combustione vanta la funzione di estensione del campo di misura, che consente all’utente di effettuare misure illimitate anche in presenza di elevate concentrazioni di gas. Tutti gli analizzatori Testo 340 sono dota- ti di cella per O2. L'utente può selezionare tre ulteriori celle per gas tossici (come CO, CObasso, NO, NObasso, NO2 o SO2) e ciò garantisce la massima flessibilità nell'adattare l'analizzatore ad applicazioni e tipi di misura diversi. La cella può essere sostituita direttamente dall'utente in campo, riducendo così al minimo i tempi di intervento. Grazie all'estensione automatica del campo di misura, il range della cella per CO, CObasso, NO, NO2 o SO2 diventa 5 Testo 340: analizzatore di combustione volte maggiore. Quindi, in presenza di elevate concentrazioni di gas, la cella non viene sottoposta a sollecitazioni maggiori rispetto alle misure eseguite a basse concentrazioni. Come opzione, è possibile estendere simultaneamente di un fattore pari a 2 i campi di misura di tutte le celle dell'analizzatore. L'utente risparmia tempo poiché, grazie alla protezione automatica della cella, è possibile misurare senza restrizioni. Al fine di proteggere la cella, l'estensione del campo di misura (diluzione) viene attivata automaticamente in presenza di alte concentrazioni di gas. La robusta custodia in gomma, integrata nello strumento, protegge dagli urti dovuti all’impiego quotidiano. Il nuovo analizzatore di combustione è ideale per il monitoraggio, la manutenzione e la messa in funzione degli impianti, e per misure di controllo su: bruciatori industriali, motori industriali fissi, turbine a gas, processi termici. acqua aria suolo Aria pulita in Val d’Aosta anche grazie a Messer Le esigenze normative impongono un’attenzione particolare ai gas utilizzati dalle aziende e dai laboratori. Messer mette a disposizione una linea completa di gas puri, miscele standard e prodotte su richiesta Cabina Dora Requisiti molto elevati sono richiesti ai gas, in particolar modo quando essi sono impiegati per il funzionamento di apparecchiature di analisi altamente sensibili come nel caso delle applicazioni in ambito ambientale. Mai come ora le crescenti esigenze normative e l’attenzione posta alla qualità impongono alle aziende e ai laboratori di analisi la collaborazione, più che con un fornitore di gas, con un partner in grado di offrire loro una gamma di prodotti e servizi ampia e rispondente a necessità sempre più sofisticate. Il Gruppo Messer, infatti da tempo impegnato nello sviluppo e nella definizione di applicazioni innovative per la salvaguardia dell’ambiente, non fornisce solo gas ma offre un servizio completo per qualsiasi tipo di attività connessa all’analisi ed alla ricerca. Il know-how di Messer in fatto di gas è tanto ampio quanto specialistico e rappresenta la chiave per l'ottimizzazione di processi dal punto di vista qualitativo, economico e innovativo. La filiale italiana del Gruppo, Messer Italia, mette a disposizione della propria clientela qualificata una linea completa di gas puri, miscele standard e miscele di gas prodotte individualmente e su richiesta del cliente con ogni composizione tecnicamente possibile per venire incontro a tutte le esigenze. Non solo, progetta e realizza impianti chiavi in mano per la distribuzione del gas e fornisce una vasta gamma di apparecchiature per la decompressione. Da alcuni anni Messer Italia collabora con l’Agenzia Regionale per la Protezione dell'Ambiente della Valle d’Aosta. Presso ARPA Valle d’Aosta, Messer Italia ha realizzato un impianto distribuzione gas puri composto da centrali di decompressione a scambio automatico, quadri di intercettazione gas e regolatori di 2° stadio della linea Spectrolab plus ai punti di utilizzo. È stato, inoltre, installato un network per la rivelazione del gas ed è stata pianificata un’attività di formazione per l’utilizzo sicuro di gas e apparecchiature. Tra Messer Italia e ARPA Valle d’Aosta si è venuto a creare nel corso di questi anni una collabo- razione che supera il normale rapporto tra cliente e fornitore. Si combinano infatti l’esperienza, la professionalità e la qualità dei servizi offerti da un lato con le migliori tecnologie disponibili per il settore ambientale con lo scopo di proteggere l’ambiente e salvaguardare la qualità dell’aria. LAB & Ambiente DOSSIER Monitoraggio di parametri ambientali FASLAB presenta viewLinc 3.5 il nuovissimo sistema di monitoraggio di VERITEQ, azienda del gruppo VAISALA, per applicazioni in ambito Life Science e Farmaceutico, con gestione allarmi e generazione di report La società canadese Veriteq, distribuita in esclusiva in Italia da FASLAB, ha appena rilasciato l’ultima versione del suo sistema di monitoraggio dei parametri ambientali: viewLinc 3.5. Totalmente validabile per applicazioni regolate FDA e ambienti conformi alle GxP, il sistema viewLinc garantisce registrazioni in continuo dei parametri ambientali in magazzini, laboratori accreditati, incubatori, camere climatiche, camere di stabilità, frigoriferi, freezer, con gestione allarmi e l’invio automatico di report. viewLinc è l’unico sistema di monitoraggio con una 68 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO precisione di misura dichiarata fra due intervalli di taratura, fornendo affidabilità a lungo termine che i parametri ambientali misurati siano contenuti entro le tolleranze ammesse e che i prodotti ed i processi critici siano salvaguardati 24h/7gg, 365 giorni l’anno. Dotato di una serie di funzionalità avanzate, viewLinc è facilissimo da implementare per monitorare temperatura, umidità relativa, CO2, pressione differenziale, intensità della luce, interruttori porte e molto altro, garantendo registrazioni complete e sicure grazie ai suoi datalogger dotati di specifiche tecniche altamente performanti. La raccolta dei dati di monitoraggio, infatti, viene eseguita in maniera indipendente in tre modi: nella memoria di ogni data logger, sul server e tramite i backup automatici. Il sistema è scalabile e l’aggiunta di nuovi punti di misura, ogni qualvolta nasca l’esigenza di estendere il monitoraggio a nuovi ambienti, è di semplice esecuzione e non richiede alcuna programmazione o costosi servizi di consulenza. viewLinc è un’ottima soluzione sia per il monitoraggio di grandi impianti che per applicazioni stand-alone. Si può interfacciare all’infrastruttura informatica già esistente con soluzioni di collegamento wireless (WiFi) o via cavo (seriale, Ethernet e PoE) oppure una combinazione delle due, eliminando in tal modo i costi legati ad installazione e manutenzione di una rete dedicata. Tutte le funzionalità del potentissimo software viewLinc 3.5 sono accessibili tramite un comune browser internet da qualsiasi computer della rete aziendale o via web, il download dei dati dai datalogger e l’invio dei report è automatico garantendo un enorme risparmio di tempo. Si può automatizzare la generazione di report storici o relativi agli allarmi e programmare l’invio automatico tramite e-mail. Il sistema può generare due livelli di allarmi, un primo allarme di fuori range ed un secondo allarme di superamento soglia max e min. Sono inoltre previsti una serie di allarmi di sistema per allertare l’utente della mancata comunicazione dei logger con il server o del mancato download dei dati dai logger. E’ prevista inoltre una notifica automatica via email quando la taratura dei logger dovrà essere rinnovata — una cosa in meno da ricordare per il mantenimento della conformità del sistema. L’invio delle notifiche di allarme può avvenire tramite e-mail, a telefoni cellulari e cercapersone. Può segnalare gli allarmi tramite chiamata telefonica, lampeggianti e sirene. Gestisce ritardi e tempi di risposta ad un allarme, scalando l’avviso ad altri operatori in caso di mancata risposta ad un allarme del primo operatore. E’ possibile inoltre impostare un elenco di azioni correttive per rispondere ad un allarme alfine di garantire uniformità alla reportistica e una più facile comprensione degli eventi. L’autenticazione al sistema avviene tramite User ID e password con cui si definisce anche il livello di accesso dell’utente e la possibilità di visualizzare tutti gli ambienti monitorati o solo una parte. Non sono richieste particolari programmazioni per visualizzare l’andamento del monitoraggio, con un solo click viene visualizzato l’andamento grafico del monitoraggio in tempo reale di qualsiasi data logger. Software e dataloggers sono validabili per operare in conformità alle Norme quali FDA 21 CFR Parte 11, CBER, GxP, JHACO, AATB, AABB e soddisfare i requisiti normativi riguardanti il monitoraggio della temperatura in ambito farmaceutico. Il sistema genera un audit trail completo, registrando tutte le interazioni degli utenti con viewLinc. Per quanto riguarda la parte hardware, i datalogger di temperatura ed umidità vantano una accuratezza insuperabile, pari a ±1%UR e ±0,10ºC, ed una risoluzione di 0,05%UR e 0,02ºC (a 25ºC) fornendo la garanzia di operazioni sempre in tolleranza. Sono disponibili datalogger in molteplici configurazioni e con una ricca dotazione di accessoristica, per potersi adattare a qualsiasi ambiente da monitorare e per soddisfare le esigenze delle più svariate applicazioni. Sono alimentati da una batteria ad alta capacità che assicura una durata di 10 anni e con una capacità di memoria che impostata a 5 minuti di intervallo di campionamento, ha una durata maggiore di 6 mesi. La garanzia è di 24 mesi. acqua aria suolo Sistema per determinare la vitalità delle piante Il sistema PlantVital® misura in piccole porzioni di piante l’ossigeno prodotto durante il processo fotosintetico ed è in grado di visualizzare lo stato di sofferenza prima che il danno sia visibile PlantVital ® 5.030 - un modello parallelo con 3 canali di misura La vitalità delle piante e, quindi, il loro stato di salute è un parametro qualitativo che viene tipicamente valutato in modo soggettivo da personale specializzato (agricoltore, agronomo, ecc…) attraverso verifiche visive sugli elementi vegetali in esame. Al di là della soggettività dell’analisi (influenzata dall’esperienza e dalle capacità dello specialista) il vero problema è che tale verifica può essere fatta solo dopo che il campione ha manifestato visivamente i sintomi di malessere, spesso molto tardi rispetto alla possibilità di interventi correttivi. PlantVital® 5030 dell’azienda Lot Oriel nasce proprio per permettere in modo rapido, semplice e sicuro, la verifica di quei parametri qualitativi che identificano la vitalità della pianta consentendone una valutazione obiettiva e soprattutto in anticipo rispetto al manifestarsi del cambiamento. L’idea di base del sistema è quella di controllare in vitro, a fronte di parametri definiti, il bilanciamento dell’ossigeno di campioni contenenti anche piccole quantità di clorofilla durante la fase di metabolismo in condizioni di buio (respirazione) e di luce (fotosintesi e respirazione). Le caratteristiche e le capacità più significative dello stru- mento sono: la possibilità di operare anche su campioni molto piccoli (da 15 mm2 a 50 mm2); la grande stabilità della temperatura della cella di analisi; la rapidità di illuminazione tramite LED (635-650 nm). Tutto questo in aggiunta alla grande flessibilità, sia nella selezione dei parametri di start che durante l’esecuzione del processo di analisi. La concentrazione di ossigeno in prossimità del campione in analisi viene misurata attraverso un sensore elettrochimico di tipo Clark. PlantVital® 5030 diventa quasi indispensabile per tutte quelle organizzazioni dedite al rimboscamento di aree naturali, così come per le aziende produttrici di fertilizzanti, pesticidi o speciali composti per i terreni: grazie a PlantVital sarà per loro possibile verificare gli effetti dei loro prodotti in tempo reale. L’analisi di mercurio SM-4, distribuito da EPA di C.F. serve per misurare in continuo la concentrazione di mercurio in camini di: inceneritori di rifiuti, inceneritori di fanghi, centrali termoelettriche, cementifici SM-4 misura il mercurio totale presente allo stato metallico, ionico o combinato, in molecole diverse e con elevata sensibilità. Il campione viene prelevato continuamente dal camino mediante una sonda riscaldata a (180°c) mediante aspirazione con eiettore. Il campionato passa attraverso un filtro riscaldato e viene diluito con aria in rapporto costante. Un’aliquota del campione ormai diluito viene trattato nel reattore termocatalitico dove i composti contenenti mercurio, combinato con altri elementi, vengono demoliti e il mercurio ridotto a metallico, hg elementare. Il mercurio ottenuto è trasportato mediante la linea riscaldata al detector nell’analizzatore ma prima subisce una pre-concentrazione mediante amalgama con oro, al fine di aumentare la sensibilità di misura e la separazione del mercurio dal resto del campione. La diluizione al prelievo e l’amalgama su oro permettono di avere un campione in pratica indisturbato da interferenti. Il detector è costituito da uno spettrofotometro dove viene misurata l’estinzione di una radiazione UV di 253,7 nm (AAS, Spettroscopia Assorbimento Atomico) attraverso una cuvetta in quarzo dove è presente il campione costituito ormai da Hg metallico. Il sistema SM4 consiste in tre parti principali, ossia, il sistema di campionamento con sonda, filtro, sistema di diluizione, trattamento termocatalitico e modulo di controllo temperatura, la linea di campionamento riscaldata (anche fino a 100 metri); la cabina con l’analizzatore, detector, calibratore, condizionatore d’aria. La sonda di campionamento comprende due parti principali: la sonda riscaldata, il reattore con il sistema convertitore termo-catalitico. Entrambe le unità possono essere facilmente distaccate. se la sonda è stata installata, il gruppo contenente il sistema di diluizione e il convertitore catalitico può essere rimosso mantenendo la sonda a camino. Vicino alla sonda di campionamento viene posizionata l’Unità di Controllo, che esso controlla la sonda e la sua temperatura (temperatura del filtro, del reattore termocatalitico, pompa a eiettore e camera di diluizione, valvola di calibrazione). L’unità di controllo della sonda è facilmente connessa alla sonda di campionamento con due cavi e all’analizzatore con un cavo protetto. La cabina con l’analizzatore è fatta in metallo e ha una finestra trasparente davanti. L’analizzatore e il calibratore sono montati in moduli da 19”, mentre regolatori di pressione, pompa bypass per campione e flussimetri sono montati nella parte inferiori. Accanto a questo strumento, EPA di C.F. propone il Gas Analyzer per misure in biogas di metano, anidride carbonica, ossigeno e idrogeno solforato, in continuo, sue due punti di campionamento con allarmi e collegabile a stampante, computer e registratore. Utile nei controlli di processi in corso e monitoraggi ambientali e per la misurazione della concentrazione dei componenti di un Biogas. Lo strumento ha una pompa aspirante e due ingressi per due diversi campioni di gas, possiede due sensori ad infrarosso e altri due elettrochimici. Odalog, infine, è un altro strumento proposto, costruito per misurare e registrare concentrazioni di gas in aree dove le condizioni ambientali possono essere gravose e pesanti da sopportare per le apparecchiature in generale. LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 69 LAB & Ambiente DOSSIER Laboratorio all’avanguardia Theolab è nata nel 1996, con la visione di sviluppare un laboratorio di analisi che operasse secondo gli standard americani della US EPA, al fine di difendere scientificamente il dato Theolab dispone di una dotazione analitica integrata con i sistemi informatici, per garantire un servizio rapido, rigoroso e documentabile in tutte le fasi del processo. L’utilizzo del Software gestionale (LIMS) restituisce l'elaborazione e il controllo dei dati analitici in conformità ai più stringenti requisiti di Controllo Qualità - QA/QC, offrendo la difendibilità scientifica delle operazioni svolte per l'ottenimento dei risultati, riducendo sensibilmente gli errori dovuti al trasferimento manuale dei dati. La fase di report può avere, a corredo dei risultati, i data-package: evidenze scientifiche dei protocolli QA\QC associati ai campioni analizzati per la tracciabilità e la difendibilità dei dati. Theolab si occupa di analisi chimiche, fisiche e biologiche su acque potabili, superficiali, di falda e reflue; suolo, sottosuolo, rifiuti; emissioni in atmosfera, gas serra; ambienti di lavoro e igiene industriale; L’azienda è accreditata UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2005, ha conseguito le certificazioni UNI EN ISO 9001:2008; UNI EN ISO 14001:2004; OHSAS 18001:2007; e infine è AFCEE Capabilities come 70 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO sub-fornitore dell'Air Force Centre for Environmental Excellence, per i monitoraggi ambientali delle basi della US Air Force in Europa. L’azienda investe notevoli risorse in strumentazione analitica, ricerca, formazione e Information Technology per automatizzare e adeguareil più possibile tutti i processi allo stateo dell’arte della tecnologia. Nell’ottica del miglioramento del servizio ai clienti è allo studio una soluzione on-line per l’acquisizione dei servizi e la consultazione dei dati relativi ad essi. Inoltre, Theolab è in grado di offrire analisi in procedura d'urgenza con consegna dei risultati entro 24h-48h-72h, compatibilmente con i tempi tecnici previsti dai metodi di preparativa e determinazione strumentale. Dislocata su più sedi e disponendo di squadre in esterno e di mezzi attrezzati per analisi su campo, Theolab è in grado di fornire, sull'intero territorio nazionale, interventi tecnici di Prelievo e Campionamento; monitoraggio della qualità dell’aria mediante campionamenti diretti su Canister e accoppiate tecniche analitiche di elevata sensibilità (EPA TO15 in GC/MS); valutazione dei gas interstiziali mediante Flux Chambers per analizzare soil gas senza metodi invasivi. La strumentazione utilizzata da Theolab copre diverse metodologie di analisi dalla gascromatografia e spettrometria, alla cromatografia e microscopia. In particolare la strumentazione utilizzata è: • HRGC/HRMS gascromatografia con spettrometria di massa in alta risoluzione; • GC/MS gascromatografia con spettrometria di massa; • GC/FID gascromatografia con rilevatore a ionizzazione di fiamma; • GC/ECD gascromatografia con rilevatore a cattura di elettroni; • GC/ECD/MS-TQ tecnica accoppiata di gascromatografia con rilevatore a cattura di elettroni e spettrometria di massa triploquadrupolo; • LC/DAD cromatografia liquida, con rilevatore a serie di diodi; • LC/MS cromatografia liquida con spettrometria di massa; • LC/MS- HRTQ cromatografia liquida con spettrometria di massa triploquadrupolo ad alta risoluzione; • ICP-MS spettrometria di massa con sorgente al plasma con Octapole Reaction System • ICP-OES spettrometria in emissione atomica con sorgente al plasma con autocampionatore; tecniche di digestione trattamenti del campione; • IC cromatografia ionica con rilevatore conduttimetrico; • IC/MS cromatografia ionica con spettrometria di massa; • UV VIS, FTIR microscopia ottica, analisi elementare, TOC, titolatori; • XRF spettrofotometria, fluorescenza a raggi X. Soluzioni per la simulazione ambientale BATHS - CRYOSTATS CIRCULATORS - ULTRASONICS Caldo, freddo, umido, irraggiamento, gas, polvere, sono alcuni delle variabili da controllare per realizzare le condizioni indispensabili alle applicazioni scientifiche ed industriali da laboratorio GTest-box L’azienda F.LLI GALLI, in 50 anni di attività, ha sviluppato con passione e impegno competenze che la rendono leader nella progettazione di strumentazione scientifica, sviluppa soluzioni sempre più efficienti ed ecologiche, lavorando a stretto contatto con i ricercatori e le aziende del settore. Modello GTEST-CLEAN Strumenti appositamente realizzati in conformità alle normative di riferimento EN 717-1, ASTM D 6007, ISO 12460, per il controllo della emissione di Formaldeide e, secondo lo standard ISO 16000 e similari, per le analisi delle emissioni di compositi organici volatili, VOC, Composti Organici Volatili. I VOC sono un insieme di sostanze in forma liquida o di vapore, con un punto di ebollizione che va da un limite inferiore di 50-100°C a un limite superiore di 240-260°C. Il termine “volatile” indica proprio la capacità di queste sostanze chimiche di evaporare facilmente a temperatura ambiente. I composti che rientrano in questa categoria si trovano praticamente ovunque: nei prodotti per la pulizia, nei detergenti, nei deodoranti, nelle pitture, negli insetticidi, Ecotherm nei collanti, nei cosmetici, nei mobili, nei prodotti da costruzione, nelle stampanti, nel fumo di tabacco e in innumerevoli emissioni industriali e da combustione. La Formaldeide è un composto organico volatile appartenente alla famiglia delle aldeidi. E’ un gas incolore con un odore forte e pungente presente in diversi materiali. La principale fonte indoor di formaldeide è il legno pressato dei mobili per il quale sono impiegati adesivi che, nel tempo, rilasciano questa sostanza. L'esposizione ai VOC ed alla Formaldeide può provocare sulla salute effetti acuti e cronici, che possono andare da semplici irritazioni a danni molto più seri. celle è estremamente variabile e dipende da molti fattori, tra cui il luogo, il periodo dell’anno e il clima. Il particolato aerodisperso ha un origine naturale (sabbia, polveri vulcaniche, erosione, pollini, spore, …) e antropica (processi industriali, combustione, motori, fumo, …) Quando inalato può raggiungere le vie respiratorie più profonde e arrivare agli alveoli polmonari rilasciando elementi tossici che possono sciogliersi nel sangue. Tutto questo influisce sulla salute e può essere causa di irritazioni occasionali o di malattie croniche, per questo lo sforzo della ricerca è indirizzato oltre che al monitoraggio di queste particelle, alla loro riduzione. Modello GTEST-BOX Galli propone anche strumenti ad atmosfera controllata per una corretta misurazione del particolato aerodisperso, PM, in accordo alle normative EN 12341, D.M. 60 del 02/04/2002, EPA CRF 1065 e similari. Il PM (Particulate Matter) è costituito da un insieme di particelle molto piccole in forma liquida, solida e di aerosol presenti nell’atmosfera. Il diametro aerodinamico delle particelle ne determina la classificazione: PM10 = Particelle di dimensioni molecolari fino a 10 micrometri PM2.5 = Particelle “fini”, di diametro fino a 2.5 micrometri La composizione chimica delle parti- Modello ECOTHERM Apparecchiature specifiche per l’esecuzione dei principali test ecotossicologici, atti allo studio degli effetti delle sostanze di diversa origine sugli organismi, tra i quali: test alla schiusa di cisti di Artemia sp., Thamnocephalus sp., Brachionus sp., Heterocypris sp., di efippi di Daphnia sp., Ceridaphnia sp., alla crescita di Pseudokichneriella sp. e all'esecuzione di test di tossicità acuti e cronici sui menzionati organismi secondo le procedure nazionali ed internazionali ISO, OECD, AFNOR ed EPA. “Tossica” è definita una qualsiasi sostanza in grado di produrre una risposta in un determinato sistema biologico, danneggiandone la struttura, la funzione, o provocandone addirittura la morte. Un test di tossicità è una procedura che deve essere eseguita in condizioni sperimentali ben controllate e per un tempo determinato, sottopondo una o più specie (animali o vegetali), al contatto con una o più sostanze in concentrazione nota o incognita, allo scopo di verificare se si manifestano effetti tossici. I saggi ecotossicologici sono molto importanti e trovano applicazione in diversi settori: acque reflue, superficiali, potabili, percolati di discarica, rifiuti, bonifiche. INCUBATORS - CO2 MICRO, COOLED INCUBATORS THERMOSTATIC OVENS FURNACES - VACUUM OVENS CLIMATIC TEST CHAMBERS ENVIRONMENTAL SIMULATION Laboratory and Industrial Solutions Since 1960 Design, Manufacture, Trade and Service of Environmental Test Equipment for Scientific and Industrial Applications www.fratelligalli.com LAB & Ambiente DOSSIER Analisi di droghe e metaboliti in acque reflue e superficiali La determinazione di residui di droghe d’abuso in campioni di acque reflue e superficiali è resa possibile dall’uso di una tecnica altamente specifica e sensibile come la cromatografia liquida - spettrometria di massa. Da queste misure è possibile risalire all’uso di tali droghe nelle popolazioni servite dagli impianti di trattamento dei reflui 72 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO acqua Negli ultimi anni il destino ambientale dei farmaci umani e veterinari e delle droghe d'abuso (farmacologia e epidemiologia ambientale) è stato riconosciuto a livello mondiale come un problema emergente [1, 2]. Dopo la somministrazione i farmaci e le droghe vengono A cura di Renzo Bagnati, escreti nelle urine e Sara Castiglioni, Chiara Chiabrando, Roberto Fanelli, Ettore Zuccato, nelle feci (come tali Dipartimento Ambiente e Salute, o come metaboliti) e Istituto di Ricerche Farmacologiche in seguito possono Mario Negri, Milano raggiungere gli impianti di trattamento dei reflui, le acque superficiali, i sedimenti e il suolo. La misura dei residui di questi composti nelle acque di scarico e superficiali richiede l'uso di tecniche altamente specifiche e sensibili, come la cromatografia liquida - spettrometria di massa. Nel caso dei farmaci, usando i dati di concentrazione dei residui nelle acque e unendoli ad altre informazioni sul metabolismo umano dei singoli composti e sulle caratteristiche degli impianti di trattamento (flusso, popolazione servita), è possibile calcolare i carichi ambientali e correlarli con l’uso effettivo di tali farmaci (conosciuto attraverso i dati di produzione e di vendita) [3]. I risultati così ottenuti hanno portato all’applicazione di questo metodo anche alle droghe d’abuso. Uno studio iniziale sulla cocaina [4] e ulteriori studi su altre droghe (amfetamine, morfina, eroina, cannabis, metadone) [5, 6] hanno mostrato che, partendo dalla misura dei residui nelle acque reflue, è possibile fare una stima delle dosi di droghe illecite usate da una popolazione servita da un impianto di trattamento. Questo metodo può essere applicato per integrare informazioni ottenute con metodi tradizionali, come le interviste alla popolazione e ai consumatori e le statistiche sui sequestri di droghe e sui crimini correlati. Di seguito verrà data una descrizione degli aspetti analitici legati all'estrazione e alla misura di droghe d'abuso e dei loro metaboliti principali in acque di scarico e superficiali. Verranno poi presentati alcuni risultati ottenuti attraverso l’elaborazione di tali dati. Il grande impianto depurazione delle acque reflue di Nosedo (Milano) aria suolo Parte sperimentale Il metodo di analisi delle droghe d'abuso prevede l'estrazione in fase solida (SPE) del campione, seguita dalla determinazione strumentale con cromatografia liquida - spettrometria di massa (HPLC-MS) (Figura 1). I composti analizzati sono prevalentemente piccole molecole con masse molecolari tra 135 e 344 dalton (Figura 2). Per ogni sostanza vengono utilizzati, come standard interni per la misura quantitativa, i corrispondenti analoghi marcati con deuterio. Nello sviluppo e nella ottimizzazione del metodo analitico i fattori più importanti sono l'estrazione, che deve permettere di ottenere alti recuperi con una buona purificazione dalla matrice, e la tecnica analitica, che deve arrivare alle sensibilità necessarie per la misura di concentrazioni molto basse (ng/L). I campioni di acque reflue e superficiali sono stati raccolti presso l'entrata e l'uscita di alcuni impianti di trattamento o da bacini o corsi d'acqua dolce del nord Italia. I campioni sono stati filtrati, portati a pH 2.0 con HCl 37% e un'aliquota di questi (50-200 mL) è stata addizionata con 20 ng di ciascuno standard interno deuterato. L'estrazione SPE è stata eseguita con cartucce miste fase inversa - scambio cationico (Oasis-MCX, Waters), usando un preparatore automatico GX-274 ASPEC (Gilson). I campioni di acqua sono stati caricati sulle cartucce con un flusso di 10 mL/min, lavati con 2 mL di acqua ed eluiti con 3 mL di metanolo e 3 mL di soluzione di ammoniaca al 2% in metanolo. Gli eluati sono stati evaporati con flusso di azoto e ripresi con 0.2 mL di acqua per l'analisi strumentale. Le sostanze sono state analizzate con una colonna XTerra MS C18, 100 x 2.1 mm, 3.5 µm (Waters) con un flusso di 0.2 mL/min, usando come eluente A acido acetico 0.05% in acqua (ioni positivi) o trietilammina 0.01% in acqua (ioni negativi) e come eluente B acetonitrile. Il gradiente di eluizione andava dal 10% all’ 80% di B, con condizioni ottimizzate per ogni particolare gruppo di sostanze [5]. Lo spettrometro di massa usato era un triplo quadrupolo API 3000, con sorgente Turbo IonSpray (AB-Sciex), accoppiato a un cromatografo liquido Perkin-Elmer Series 200. Le analisi sono state condotte nella modalità selected reaction monitoring (SRM), usando le due maggiori transizioni precursore/prodotto per ogni sostanza. Tutte le sostanze sono state analizzate con ioni positivi, eccetto il principale metabolita del tetraidrocannabinolo (11-nor-9-carbossi- 9-tetraidrocannabinolo, THC-COOH), che è stato analizzato con ioni negativi. Maggiori dettagli sul metodo strumentale sono riportati in letteratura [5]. Un tipico cromatogramma ottenuto da un campione di acqua reflua è mostrato in Figura 3. L'analisi quantitativa è stata eseguita per diluizione isotopica, usando curve di calibrazione costruite con gli standard interni deuterati. I recuperi e la ripetibilità del metodo analitico sono stati determinati analizzando in triplicato campioni di acque influenti ed effluenti da un impianto di trattamento o campioni di acque superficiali. I recuperi ottenuti erano in genere superiori all’ 80% e le deviazioni standard erano del 10% o minori in acque reflue influenti e 5% o minori in altre acque. I limiti di quantificazione (LOQ) del metodo sono stati calcolati considerando un rapporto segnale/rumore di 10 e sono risultati nell'ordine dei pochi ng/L. Figura 1 – Lo strumento HPLC-MS impiegato nell’indagine LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 73 LAB & Ambiente DOSSIER Figura 3 - Cromatogrammi HPLC-MS delle droghe d'abuso e dei metaboliti più abbondanti Figura 2 - Strutture e pesi molecolari di droghe d'abuso e di alcuni metaboliti Risultati Il metodo è stato applicato a campioni di acque reflue raccolte nel nord Italia (Milano e Como) e ad acque superficiali raccolte lungo i fiumi Po, Lambro, Olona e Arno e nel lago di Lugano. Alcuni risultati sono riportati in Tabella 1. I composti più abbondanti, nei campioni di acque reflue, erano la cocaina e il suo principale metabolita, benzoilecgonina, con concentrazioni tra 160 e 1500 ng/L circa. Altri metaboliti della cocaina (norcocaina, norbenzoilecgonina, cocaetilene) avevano concentrazioni sensibilmente inferiori (4-36.6 ng/L). La morfina, che può derivare sia dall'uso illecito di eroina che dall'uso clinico della stessa morfina e della codeina, è stata trovata in concentrazioni tra 100 e 500 ng/L, mentre la 6-acetilmorfina, un metabolita specifico dell'eroina, era presente in concentrazioni di 2-14 ng/L. Il principale metabolita del tetraidrocannabinolo (THC-COOH) era presente in concentrazioni di 50-60 ng/L, e il metadone, con il suo principale metabolita 2-etilidene-1,5-dimetil-3,3-difenilpirrolidina (EDDP), in concentraAcqua reflua Acqua reflua Acqua di Acqua di lago non trattata non trattata fiume (Lago di Concentrazioni Concentrazioni Concentrazioni Lugano) medie per 5 medie per 3 medie nei fiumi settimane di settimane di Po, Lambro, monitoraggio monitoraggio Olona e Arno nell'impianto di nell'impianto di Milano Como Nosedo (popolazione (popolazione servita di servita di 1,25 101.000) milioni) 465 160 1,0 <LOQ 1468 496 14 9,7 112 503 3,4 3,5 13 15 2,1 2,5 14 2 <LOQ <LOQ 40 16 1,0 <LOQ 28 7 1,1 <LOQ Cocaina Benzoilecgonina Morfina Metadone 6-acetilmorfina Metamfetamina MDMA (Ecstasy) THC-COOH 60 52 0,7 Tabella 1 - Concentrazioni (ng/L) delle più abbondanti droghe d'abuso rilevate in campioni di acque 74 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO <LOQ zioni di 10-40 ng/L. Le amfetamine sono state trovate in concentrazioni inferiori a 40 ng/L e le più abbondanti erano la metamfetamina e la 3,4-metilenediossimetamfetamina (MDMA o ecstasy). Le concentrazioni di droghe e metaboliti erano in genere più basse nelle acque effluenti che in quelle influenti, con variazioni dipendenti dall'efficienza degli impianti di trattamento. Quantità misurabili di queste sostanze erano comunque presenti negli effluenti che venivano poi scaricati nell'ambiente acquatico di aree popolate. Nei campioni di acque superficiali le concentrazioni di droghe erano sostanzialmente inferiori, per effetto della diluizione in maggiori volumi di acqua, tuttavia alcune sostanze come benzoilecgonina, codeina, morfina e metadone erano ancora misurabili. Nella letteratura scientifica sono stati pubblicati numerosi articoli che contengono applicazioni di questi metodi analitici a campioni di acque provenienti da varie parti del mondo, con risultati simili a quelli qui riportati. In molti casi, quando sono disponibili sufficienti informazioni sugli impianti di trattamento e sulla popolazione da essi servita, è possibile calcolare a ritroso le quantità medie di cocaina, amfetamine, cannabis ed eroina utilizzate dalla popolazione servita [6]. I dati raccolti giornalmente negli impianti di Milano e Como hanno evidenziato un aumento dell'uso di cocaina e di amfetamine durante il fine settimana, mentre il consumo di cannabis ed eroina era stabile lungo la settimana. Più in generale questo studio ha confermato anche la corrispondenza dei profili nazionali di uso delle droghe (ottenuti dalle indagini tradizionali di prevalenza) con quelli calcolati dai loro residui nelle acque reflue [6]. Come esempio più dettagliato, viene qui riportata la procedura per il calcolo delle dosi giornaliere di cocaina nella città di Milano [6, 7]. Le concentrazioni del metabolita principale (benzoilecgonina) nei campioni di acque reflue delle 24 ore, prelevati in ingresso al depuratore, Figura 4 - Stima del numero di dosi/giorno (medie ± SD) di droghe consumate nella città di Milano (stime riferite all’intera città, approssimativamente 1.350.000 abitanti). Da Zuccato et al., 2009 acqua vengono moltiplicate per la portata del depuratore, ottenendo i “carichi”, ossia i grammi di residui che sono complessivamente convogliati ogni giorno al depuratore. Questi valori vengono successivamente moltiplicati per un fattore di correzione, che tiene conto della percentuale della dose di cocaina escreta come benzoilegonina (45%) e del rapporto di massa molare cocaina/benzoilecgonina (1.05). Si ottiene così una misura del consumo giornaliero di cocaina da parte della popolazione afferente al depuratore. Il depuratore di Milano Nosedo raccoglie le acque fognarie di gran parte dell’area metropolitana milanese, con una popolazione afferente complessiva di 1.250.000 persone e con una portata massima di 450.000 m3 di acqua al giorno. Dal consumo Bibliografia T. Heberer. 2002.Occurrence, fate, and removal of pharmaceutical residues in the aquatic environment. Toxicol. Lett., 131, 5-17. E. Zuccato, S. Castiglioni, R. Bagnati, C. Chiabrando, P. Grassi, R. Fanelli. 2008. Illicit drugs, a novel group of environmental contaminants. Water Res., 42, 961-968. S. Castiglioni, R. Bagnati, R. Fanelli, F. Pomati, D. Calamari, E. Zuccato. 2006. Removal of pharmaceuticals in sewage treatment plants in Italy. Environ. Sci. Technol., 40, 357-363. E. Zuccato, C. Chiabrando, S. Castiglioni, D. Calamari, R. Bagnati, S. Schiarea, R. Fanelli. 2005. Cocaine in surface waters: a new evidence-based tool to monitor community drug abuse. Environ. Health, 4, 14. S. Castiglioni, E. Zuccato, R. Crisci, C. Chiabrando, R. Fanelli, R. Bagnati. 2006. Identification and measurement of illicit drugs and their metabolites in urban wastewater by liquid chromatography - tandem mass spectrometry. Anal. Chem., 78, 8421-8429. E. Zuccato, C. Chiabrando, S. Castiglioni, R. Bagnati, R. Fanelli. 2008. Estimating community drug abuse by wastewater analysis. Environ. Health Perspect, 116, 1027-1032. 0E. Zuccato, S. Castiglioni, C. Chiabrando, R. Bagnati, R. Fanelli. 2009. Valutazione dell’uso di droga nelle città. Ricerca&Pratica, 25, 3-11. giornaliero si passa alle dosi medie giornaliere facendo alcune assunzioni sulla dimensione tipica di una dose e sulla via di somministrazione preferita. Nel caso di Milano si è assunta come via preferita quella intranasale, con 100 mg di principio attivo come dose tipica. La stessa procedura, con i relativi fattori di correzione e di stima delle dosi tipiche, può essere applicata anche ad altre droghe (amfetamine, eroina, cannabis) e ha portato ai risultati indicati in Figura 4. Conclusioni La misura di residui di farmaci e droghe illecite in acque reflue e superficiali richiede l’uso di tecniche analitiche molto specifiche e sensibili, come l’estrazione in fase solida e la cromatografia liquida accoppiata alla spettrometria di massa. Con l’uso di queste tecniche è stato possibile stabilire che questi composti sono una nuova classe di contaminanti ambientali ubiquitari. Siccome molti residui di farmaci e di droghe illecite mantengono una elevata attività far- aria suolo macologica, è possibile che queste miscele complesse di sostanze abbiano effetti tossici sugli organismi acquatici. Le concentrazioni di droghe illecite e dei loro metaboliti negli influenti degli impianti di trattamento riflettono il consumo nella popolazione locale e possono essere utilizzate come strumento di monitoraggio in tempo reale. Questo nuovo metodo di studio può essere utilizzato come complemento ed estensione dei tradizionali metodi epidemiologici per lo studio dell'abuso di droghe. LAB & Ambiente DOSSIER Analisi di composti perfluorirati La determinazione di PFOA e PFOS in campioni di acqua è stata eseguita tramite cromatografia liquida a fase inversa accoppiata alla rivelazione in conducibilità soppressa Gli acidi perfluorurati (PFAs) e in particolare il PFOA e PFOS sono contaminanti ambientali largamente diffusi. Importanti enti di controllo come l’agenzia Americana EPA stanno ponendo molta attenzione su queste sostanze, il PFOA e il PFOS, che hanno una distribuzione ubiquitaria e una notevole persistenza con accumulo negli animali e nell’uomo soprattutto nei pesci. Anche se gli studi riguardo la reale tossicità di queste sostanze sono in corso, esse sono sospettate di cancerogenicità e vengono spesso inclusi tra i così detti interferenti endocrini. Molte metodiche in HPLC/MS sono state sviluppate per la determinazione dei perfluorurati in tracce, tali metodi sono sensibili e consentono l’identificazione del picco cromatografico. Bisogna, però, tenere conto che non tutti i laboratori possono disporre di uno spettrometro di massa che comporta oneri e formazione del personale superiori rispetto al solo cromatografo liquido. Inoltre, la LC/MS in campioni ambientali potrebbe essere soggetta a interferenze dovute principalmente agli ioni inorganici presenti spesso in concentrazioni elevate. La rivelazione in conducibilità soppressa è adatta alla determinazione di specie ioniche e mostra elevata sensibilità e selettività essa può essere applicata con successo nel caso di PFAs, in quanto si tratta di sostanze a basso pKA che mantengono una piena ionizzazioni anche dopo soppressione chimica. Il costo di acquisto e mantenimento di un HPLC con conduttimetro e soppressore è molto inferiore a quello di un sistema per LC/MS e la sua gestione e robustezza ne fanno un sistema semplice e poco operatore dipendente. Un ICS 3000 Dual Gradient Dionex con detector conduttimetrico e soppressore a micro membrana Dionex AMMS 300 è stato utilizzato per le determinazioni dei composti perfluorurati. I campioni sono stati caricati per mezzo di un auto campionatore Dionex WPS 3000 SL ad alto volume di iniezione dotato di siringa e loop da 1000 µL. La gestione del cromatografo e conseguente sincronizzazione di tutti gli eventi del programma analitico e l’acquisizione dei dati è stata effettuata con software Dionex Chromeleon 6.7. Il sistema a doppia pompa a gradiente e valvole a 6 o 10 porte ad alta pressione utilizzato ha consentito un’alta automazione, tale da poter realizzare una procedura di preparazione campione in linea. La SPE in linea ha raggiunto un doppio scopo in soli 2,5 minuti e concentrato a 1 o più mL di acqua e nel contempo ha eliminato gli interferenti salini come Ca e Mg, solfato, nitrato, cloruro. Tale tecnica è risultata estremamente utile anche in accoppiamento con uno spettrometro di massa. La conducibilità soppressa si è rivelata comunque adeguata consentendo un LOD di 1 µg/L e un LOQ di 3 µg/L in acqua potabile con un range dinamico molto esteso da 1 a 40000 µg/L. I recuperi sono risultati soddisfacenti.Particolare attenzione è stata data ai bianchi, in quanto si tratta di sostanze ubiquitarie e quindi i materiali polimerici che vengono a contatto con il campione attraverso filtri e bottiglie devono essere controllati. 76 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO Analizzatore FUSION Ultima generazione degli analizzatori TOC L’analizzatore FUSION distribuito da AM Instruments, l’ultimo nato della lunga serie di analizzatori di TOC da laboratorio prodotti nel corso degli ultimi 40 anni dalla società americana Dohrmann ora TELEDYNE, continua la tradizione di innovazione ed affidabilità comune a tutti i prodotti realizzati da questa innovativa società L’analizzatore impiega infatti la tecnica dell’ossidazione fotocatalitica con UV ed ossidazione con sodio persolfato, in grado di analizzare anche le matrici più complesse, abbinata ad un rilevatore NDIR di ultima generazione, il quale, grazie ad un dispositivo brevettato per il controllo della pressione in camera (SPC), è in grado di raggiungere un minimo rilevabile pari a 1 ppb. Questa tecnologia permette di analizzare tutta la CO2 generata dalla reazione di catalizzazione del carbonio organico in una volta sola, chiudendo la camera di misura durante la misurazione rendendola così molto più stabile e soprattutto aumentando la sensibilità del sistema. Tutto questo rende l’analizzatore FUSION lo strumento ideale per risolvere applicazioni dove sono richieste sensibilità a basse concentrazioni tipicamente rilevate nelle acque potabili o in applicazioni farmaceutiche.Unitamente a questa tecnologia l’analizzatore FUSION può vantare un software di gestione, TEKLINK che offre particolari vantaggi operativi tra i quali: Possibilità di impostare routine automatiche di calibrazione e verifica di System suitability; Calibrazione semplificata multipunto con effettuazione automatica delle diluizioni: l’utente può preparare una sola soluzione standard e FUSION provvederà automaticamente a diluire lo standard per tutte le concentrazioni programmate; Creazione di metodi personalizzati funzione delle diverse applicazioni (controllo WFI-Cleaning Validation ecc.); Compliance con il documento CFR21 part 11 con audit trail, firma elettronica e gestione dei profili utente; Possibilità di operare auto diluizioni per l’analisi di campioni particolarmente contaminati; Esportazione di report di analisi in formati personalizzabili; Autodiagnostica. L’analizzatore FUSION, disponibile anche in versione stand-alone, con monitor touch screen e software integrato, viene fornito completo di autocampionatore da 75 posizioni (con vials da 40 ml) per la completa automazione delle routine di analisi. E’ possibile quindi effettuare, ad esempio, dei test di validazione o di system suitability in maniera automatica al termine della routine dei tests giornalieri o eseguire procedure di calibrazione utilizzando anche un solo standard.Un ampio ed esaustivo protocollo di validazione, comprensivo di una sessione di tests di operational qualification dedicata al software di gestione, permette infine di validare l’analizzatore FUSION secondo i più stringenti e completi parametri di qualifica. acqua aria suolo Come ‘raffeddare’ l’ambiente ROC di Dbs è un apparecchio monoblocco dalle dimensioni compatte ed il peso molto contenuto, elegante nel design e di bassa rumorosità DBS Instruments di Padova, ha introdotto un nuovo sistema di raffreddamento rapido per i tradizionali forni gascromatografici denominato ROC (RAPID OVEN COOLER). La collaborazione con il prof. Sergio Bobbo dell’Istituto per le Tecnologie di Costruzione del Consiglio Nazionale delle Ricerche (ITC), sede di Padova, ha consentito lo studio teorico dell’algoritmo di controllo del sistema di raffreddamento forzato eliminando possibili fenomeni balistici, e quindi la progettazione e lo sviluppo dell’innovativo ed esclusivo processo di accumulo del freddo. Il ROC è un apparecchio monoblocco dalle dimensioni compatte e peso molto contenuto. L’asportazione del calore dall’aria di processo è effettuata tramite uno scambiatore (freddo) messo a diretto contatto con la camera del forno GC (calda) e tenuto a bassa temperatura da un sistema frigorifero. La temperatura bassa e costante dello scambiatore è garantita da un accumulo termico (ghiaccio). I pannelli esterni realizzati in termoformatura garantiscono una bassa rumorosità e danno un aspetto gradevole. Lo scambiatore di calore aria/acqua è composto da lamelle di alluminio. Il ghiaccio raffredda tutta la struttura di alluminio, l’aria di processo passa attraverso le lamelle esterne, si raffredda e a sua volta raffredda le parti interne del forno del gascromatografo. Con uno dei gascromatografi testati la temperatura di 30 °C grazie al ROC viene raggiunta in meno di 6 minuti dalla isoterma finale di 400 gradi avendo temperature ambientali prossime ai 24 gradi! Diversamente sarebbe necessario un tempo quasi doppio e con valori più alti probabilmente la temperatura iniziale non verrebbe mai raggiunta. Rapid Oven Cooler consente di raggiungere temperature inferiori ai 20°C in meno di 10 minuti senza l’ausilio di costosi e complessi sistemi a CO2 e LN2. Il dispositivo, testato presso alcuni importanti laboratori analitici, è risultato un eccellente aiuto per analisi specifiche EPA, volatili, gas nobili, distillazione simulata. Il metodo d’analisi non sarà cambiato e rimar- rà quello validato e certificato precedentemente. Il ROC è di semplice installazione e non richiede particolari manutenzioni da parte dell’operatore. La Smart interface di cui è dotato, consente allo strumento di gestirsi autonomamente. Nessuna modifica hardware avviene in fase d’installazione e appena ROC avrà avuto il tempo necessario ad accumulare il freddo necessario (circa 2 ore) sarà pronto…per sempre a velocizzare le analisi ed a rendere il laboratorio maggiormente produttivo Sistema di raffreddamento rapido ROC LAB & Ambiente DOSSIER Software lims per controlli ambientali LimsONE è un software flessibile, in grado di adattarsi alla gestione di più matrici ambientali, offrendo la possibilità di gestire ogni matrice in modo indipendente dall’accettazione fino alla refertazione Grazie al desktop grafico di LimsONE, è possibile lanciare le funzionalità di uso quotidiano tramite chiari e semplici pulsanti Labsystems Italia opera dal 1997 nel settore delle soluzioni informatiche avanzate per i laboratori. L’azienda è certificata ISO 9001 fin dal 2002 ed è partner di Thermo Fischer Scientific nella produzione di software e macchine per laboratori scientifici. Labsystems è all’avanguardia in particolare per le soluzioni LIMS e opera nei settori dei laboratori analitici, della ricerca Con il modulo di georeferenziazione, si naviga verso il punto. Una volta arrivati, si effettua il campionamento e registrano i valori presi sul campo sul terminale, senza trascrizioni cartacee 78 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO e produzione farmaceutica, proteomica, anatomia patologica, nell’industria estrattiva, metallurgica, energetica ed alimentare, ecc… LimsONE è la soluzione compatta e flessibile di Thermo Scientific per i laboratori che effettuano analisi e controlli ambientali. Con le sue funzionalità è in grado di fornire risposte specifiche ed efficienti alle richieste quotidiane dei controlli ambientali, dalla gestione dei campionamenti all’uso delle tecnologie barcode e di georeferenziazione. Il LIMS è una soluzione flessibile, in grado di adattarsi alla gestione di più matrici ambientali contempo- Tramite le etichette riportanti i barcode, l’accettazione dei campioni prelevati è semplice e veloce raneamente, offrendo la possibilità di gestire ogni matrice in modo indipendente, dall’accettazione fino all’assegnazione delle analisi, alla refertazione. Il software consente di mappare i punti di prelievo per le attività di campionamento che richiedono una caratterizzazione geografica del campione (ad esempio controlli sulle acque, sui suoli o sulle emissioni dei camini). Tramite questa mappatura è possibile associare ai punti di prelievo le tipologie analitiche predefinite e i limiti di legge a cui sono sottoposti i campioni da essi provenienti. Il LimsONE consente di organizzare e raggruppare i punti di prelievo mappati in Giri o Zone, richiamabili al momento di eseguire un campionamento. In questo modo è possibile pianificare il campionamento delle acque di un’intera zona o comune, o un giro di prelievo sugli impianti di uno o più depuratori, o ancora un prelievo sui camini degli impianti di un’azienda, o comunque un prelievo di una serie di punti codificati. Il software fornisce al campionatore l’elenco di quanta e quale vetreria/strumentazione siano necessari, e di avere a disposizione tutte le etichette necessarie da apporre sui campioni prelevati. In questo modo è possibile sapere sempre prima di uscire ad effettuare il prelievo: l’ubicazione del punto di prelievo; quanti campioni occorre prelevare; quante e quali bottiglie/fiale/vial/piastre/… utilizzare; la procedura di prelievo da utilizzare; eventuali rischi connessi al prelievo e precauzioni da adottare. L’emissione delle etichette barcode e la conseguente etichettatura sul campo consente la tracciabilità dei campioni riducendo al minimo il rischio di errori. Al rientro dal campionamento, l’accettazione registrerà semplicemente l’arrivo dei campioni con una procedura rapida con l’utilizzo di lettori bar-code registrando solo eventuali informazioni annotate sul campo, in quanto tutti i dati sono stati precedentemente inseriti in modo automatico nel sistema. Grazie al modulo di georeferenziazione e assistenza al campionamento tramite terminali portatili, LimsONE è in grado di assistere il campionatore nella navigazione verso il punto di prelievo attraverso l’uso di terminali portatili, che consentono anche di memorizzare i dati analitici presi sul campo. Il modulo consente inoltre di tracciare statistiche sul lavoro di campionamento eseguito. LimsONE è stato sviluppato, fin dalle basi, con funzionalità di gestione dei metodi analitici, dell’incertezza di misura, dei limiti di rilevabilità, oltre che della strumentazione analitica e delle necessarie calibrazioni/manutenzioni ne fanno uno strumento per raggiungere la conformità alle norme ISO9001 e ISO17025, oltre che per accreditare il laboratorio e le sue prove presso gli organismi preposti. LAB & Ambiente DOSSIER Misuratori di pH a matrice solida Gli elettrodi TB5 di ABB permettono di ovviare ad alcuni problemi che sorgono con l’utilizzo di elettrodi tradizionali. Il Consorzio Conciatori di Fucecchio ha scelto i prodotti ABB per l’impianto di depurazione a cura di Davide De Angeli, Riccardo Petetta ABB Spa - Process Automation Div. quinamento dell’elettrolita, cosa che normalmente avviene a seguito della penetrazione della soluzione sotto misura all’interno dell’elettrodo; inoltre, nei TB5 il setto poroso è realizzato in teflon con un’ampia superficie di contatto, caratteristiche queste che ne impediscono un veloce sporcamento e l’eventuale occlusione. In diverse fasi dei processi di depurazione delle acque si utilizzano sostanze specifiche che, opportunamente dosate, permettono di ottenere le necessarie reazioni chimiche per lo svolgimento del processo stesso. Tra queste, una delle fasi più comuni consiste nell’aggiunta di agenti flocculanti per favorire l’addensamento dei prodotti inquinanti presenti nell’acqua, in modo da poterli asportare per sedimentazione. La misura del pH è normalmente la migliore indicazione per dosare correttamente le sostanze chimiche da addizionare; nel caso però della chiariflocculazione uno dei problemi principali è dato dal fatto che l’intervento si effettua su acque torbide, contenenti diverse sostanze organiche e non che tendono a sporcare i misuratori di pH immersi direttamente, ricoprendoli di composti gelatinosi e causando di conseguenza una progressiva diminuzione, fino all’annullamento, dell’affidabilità delle misure. Pertanto l’utilizzo di elettrodi tradizionali implica diversi interventi di manutenzione che comprendono molteplici cicli di lavaggio con reagenti – anche 10 volte al giorno – e frequenti calibrazioni, per esempio ogni tre giorni, 80 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO per ripristinare le condizioni di affidabilità delle misure. Per ovviare a questi problemi si possono utilizzare i misuratori con sistema di riferimento a matrice solida, come gli elettrodi TB5 di ABB, che comportano diversi vantaggi, come si è potuto verificare nell’applicazione di seguito descritta. Moderne tecnologie per un impianto d’avanguardia Gli elettrodi TB5 sono stati scelti per l’impianto di depurazione del Consorzio Conciatori di Fucecchio, situato in provincia di Firenze nel Valdarno inferiore, che già da diversi anni si avvale dei prodotti ABB, sia per quanto riguarda i motori - in impianto ne sono presenti una dozzina con potenze da 2,2kW a 800kW – sia, soprattutto, la strumentazione di processo: ad oggi sono installati più di 20 misuratori di livello sui diversi serbatoi e cisterne e 17 misuratori elettromagnetici di portata sulle linee di ingresso, ricircolo e trasferimento liquami, sulla linea estrazione fanghi e sui sistemi di dosaggio e sollevamento. A Ponte a Cappiano, frazione di Fucecchio, sono attive più di 50 aziende del settore conciario e, alla fine degli anni ’70, è stato creato, ad opera di un gruppo di industriali del settore, il Consorzio Conciatori di Fucecchio per una gestione ottimale del sistema di depurazione delle acque reflue provenienti dalle lavorazioni delle aziende socie. L’obiettivo specifico è stato, fin dall’inizio, quello di contenere l’impatto ambientale, nel rispetto di tutti i parametri di legge e rendendo in tal modo sempre meno traumatica la convivenza tra le attività industriali e le popolazioni limitrofe. In oltre vent’anni di attività il Consorzio ha operato in questa direzione, anche attraverso studi, ricerche e investimenti per il costante miglioramento e la modernizzazione dell’impianto. La particolarità dei misuratori di pH forniti da ABB consiste nella struttura dell’elettrodo di riferimento che, mentre nei misuratori tradizionali è riempito con un elettrolita liquido o in gel a base di cloruro di potassio, separato tramite setto poroso dalla soluzione sottoposta a misura, nel caso dei TB5 è costituito da una matrice in legno che agisce da “spugna” nei confronti del cloruro di potassio, essendone impregnata. In questo modo si rallenta il fenomeno dell’in- Modalità applicative e vantaggi Nell’impianto del Consorzio di Fucecchio i misuratori TB5 sono stati applicati sia nella sezione di chiariflocculazione che nelle torri di abbattimento dei solfuri. Nel primo caso si sono ridotti i cicli di lavaggio ad una sola volta al giorno, mentre la calibrazione risulta necessaria solamente ogni 15 giorni. Nelle torri di abbattimento si estraggono i solfuri dall’aria aspirata dalle vasche di omogeneizzazione e di ossidazione catalitica, con un procedimento brevettato dal Consorzio; per fare ciò si utilizzano lavaggi con soluzioni alcaline in controcorrente, ottenendo una soluzione ad elevato contenuto di solfuri, sino a 1200ppm, nella quale di effettua la misura del pH per controllare il dosaggio della soluzione alcalina da utilizzare nel lavaggio. Il problema nasce dal fatto che all’interno dell’elettrodo di riferimento è installato un filo di argento ricoperto di cloruro di argento; quando i solfuri vengono in contatto con il filo d’argento avviene una reazione chimica che può portare alla disgregazione del filo e alla precipitazione di sali che intasano il setto poroso. Anche in questo caso la matrice in legno si è dimostrata un’efficace barriera nei confronti delle soluzioni contaminanti, rallentando il fenomeno di infiltrazione dei solfuri all’interno dell’elettrodo. Gli elettrodi installati superano quindi ampiamente gli otto mesi di vita (nello specifico l’elettrodo TB5 è già installato da un anno) contro una vita utile dei misuratori tradizionali compresa tra 3 e 5 mesi e, anche in questa applicazione, la calibrazione deve essere effettuata solamente una volta ogni 15 giorni. Si ringraziano per la collaborazione i dirigenti ed i tecnici del Consorzio Conciatori di Fucecchio. acqua aria suolo Digestori eco-friendly I digestori DKL a tecnologia TEMS™ riducono il consumo energetico di oltre il 35%, mentre la cappa d’aspirazione assicura un’istantanea cattura e neutralizzazione dei fumi prodotti durante l’analisi prodotti durante l’analisi. Nata per effettuare una corretta digestione del campione, la serie DKL è realizzata con materiali di prima qualità, al fine di ottenere risultati estremamente precisi ed accurati. Nata nel 1983, VELP Scientifica è oggi un'azienda in espansione in grado di farsi conoscere nel mondo per i suoi prodotti italiani, vincenti per innovazione, stile e qualità dei materiali, un'azienda specializzata nel mondo del laboratorio attraverso tre segmenti di business: Linea alimentare, Linea ambiente, Linea agitazione. VELP è oggi un affidabile punto di riferimento nello sviluppo di soluzioni avanzate e di strumenti di analisi per laboratori, università, centri di ricerca ed aziende impegnate in attività di ricerca. Il digestore è uno strumento ampiamente diffuso nei laboratori di analisi, per applicazioni diversificate nel settore alimentare, delle bevande, mangimistico (contenuto di azoto, proteine, Total Kjeldahl Nitrogen), ambientale (COD, Total Kjeldahl Nitrogen), chimico e farmaceutico (azoto organico) secondo alcuni Standard Internazionali come AOAC, ISO, EPA, DIN. La preparazione del campione è una parte cruciale dell’analisi Kjeldahl, per poter ottenere risultati accurati e precisi.I digestori DKL sono il risultato di uno sforzo sostanziale rivolto alla salvaguardia e alla tutela dell'ambiente in cui viviamo. La cura dei dettagli ha permesso di ridurre il consumo energetico di oltre il 35% rispetto ad un digestore convenzionale disponibile sul mercato. Su una base di quattro cicli al giorno con il modello a 20 posizioni, diventa possibile risparmiare più di 440 kg di CO2 e più di 1000 kWh ogni anno. Inoltre, la cappa d’aspirazione, compresa nel sistema, assicura un’istantanea cattura e neutralizzazione dei fumi La completa automazione e la versatilità si abbinano al minimo ingombro sul banco da laboratorio. La tecnologia TEMS™ consente notevoli risparmi in tempo, energia, denaro e spazio. Così VELP offre ai propri clienti un livello impareggiabile in termini di performance combinate con una maggiore praticità e una riduzione dei costi operativi, salvaguardando al tempo stesso il nostro prezioso pianeta. LAB & Ambiente DOSSIER Analisi automatizzata delle acque Hach Lange presenta il robot da laboratorio AP 3800 multi per l’esecuzione della procedura analitica, inclusa la preparazione dei campioni, anche per parametri dove è necessaria una decomplessazione a caldo Robot da laboratorio AP 3800 Hach Lange offre soluzioni che sfruttano le tecnologie più avanzate per le analisi delle acque reflue, potabili e per uso industriale nei settori più diversi. Ha diversi centri di ricerca, sviluppo e produzione in Germania, Francia, Svizzera, USA e Cina e una rete di società controllate in 22 paesi europei e molti altri partner commerciali. Fiore all’occhiello dell’azienda è l’assistenza a tutto a tondo, oltre al portafoglio di prodotti e servizi che si amplia in modo costante. Recentemente l’azienda ha presentato il robot da laboratorio AP 3800, nella cui versione base i Test in Cuvetta LANGE sono preprogrammati per i più importanti parametri delle acque quali COD, Fosforo totale, Azoto totale, Ammonio, Nitrati e Nitriti. All'occorrenza è possibile ampliare la gamma dei parametri aggiungendone altri anche nel caso in cui sia prevista una digestione a caldo. Il robot AP3800 multi garantisce l’ottimizzazione del tempo attraverso lo svolgimento di una sequenza di campioni. I metodi vengono automaticamente sequenziati, ma l‘utente può definirne le priorità. In questo modo si possono eseguire prima i metodi più semplici, seguiti da quelli più complessi, per esempio, con digestione. Il robot da laborato- rio AP 3800 multi offre un’elevata versatilità in modalità singola e in serie, può essere abbinato al sistema di Micro distillazione MICRODIST per la determinazione di parametri quali il Cianuro, il Fenolo, il Solfuro e l'Ammonio in campioni liquidi e solidi anche a matrice complessa. Possono essere analizzati e misurati parallelamente vari parametri. Molti Test in Cuvetta LANGE sono automatizzati Il robot, comandato da un software di controllo, facile da utilizzare, dispone di un lettore costituito da uno spettrofotometro DR 3800 sc VIS di alta qualità, di un carosello contenente fino a 24 campioni e 160 cuvette, due blocchi di gestione riscaldabili separatamente, pipette monouso che afferrano, trasportano, agitano e introducono i reagenti. Un impegno forte dell’azienda è per la sostenibilità ambientale, infatti, da 15 anni Hach Lange vanta un servizio ecoso- stenibile di riciclaggio dei propri reagenti esausti nel quale si riciclano più del 70% dei reagenti venduti in Europa. L’ecosostenibilità è verificata in ogni fase del riciclaggio. Migliaia di test in cunetta sono utilizzati ogni giorno per il controllo di campioni ambientali e tutte le cuvette Hach Lange usate in Germania e altri 12 paesi europei sono raccolte e riciclate con metodi ecologici presso il centro ambientale del’azienda a Duesserdolf, dove vengono smaltite anche le sostanze chimiche utilizzate nelle procedure di analisi. Tenendo conto che per i test analitici l’azienda tedesca ha ridotto di 16 volte la quantità di reagente chimico necessario. Questa importante attività di riciclaggio è stata alla base della motivazione della premiazione nell’ambito del German Sustainability Award 2009, nella categoria Prodotti e servizi tedeschi più sostenibili. Analisi ambientale degli idruri Con il sistema patentato CMA si possono determinare sia gli elementi normali che le specie idruri in un’unica analisi con limiti di rivelabilità che migliorano di fattori da 5 a 50 volte Il sistema degli idruri CMA (Concomitant Metals Analyzer), di Horiba Scientific è veramente utile per semplificare e smaltire le analisi nella metà del tempo rispetto ai metodi tradizionali. Questo sistema è un brevetto registrato dalla Horiba Jobin Yvon, oggi Horiba Scientific. Lo strumento è usato per migliorare le sensibilità per elementi come Hg, As, Se, Sb e Sn. In particolare è ideale in campo ambientale, dove il livello delle concentrazioni presenti è nell’ordine dei µg/L o meno. Il punto debole di questa tecnica, sino a poco tempo fa, era quello d’effettuare l’analisi dello stesso campione due volte: una per gli elementi normali e una per le specie idruri, sostituendo la camera di nebulizzazione standard col sistema di generazione per gli idruri. Con CMA usando le stesse condizioni di lavoro e la stessa camera di nebulizzazione si possono determinare sia gli elementi normali sia le specie idruri in un’unica analisi con limiti di rivelabilità che migliorano di fattori da 5 a 50 volte. Il principio del generato- 82 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO re degli idruri si basa sulla reazione del sodio boroidruro, disciolto in soda, con l’acido cloridrico, i quali vengono immessi in camera tramite pompa peristaltica dove incontrano il campione, che spesso non ha bisogno di una preparazione. Questo metodo aiuta a formare gli elementi idruri come As, Se, Sb, Sn e Hg sotto forma di vapori ed entrare così più facilmente nel plasma. Il metodo è applicabile anche a Ge, Bi, Te e Pb. Secondo questo metodo il sodio boroidruro viene disciolto nella soda 0,5 M per ottenere una soluzione finale del 1%. La soluzione viene filtrata in bottiglia di vetro scura. In queste condizioni è stabile per due giorni. L’acido migliore è il cloridrico nel range da 1 a 6 M. Il campione deve essere filtrato. Ultima 2 è uno strumento sequenziale con un metro di focale a 40.68 Mhz con torcia a sola vista radiale. Le caratteristiche tecniche che fanno dell’Ultima 2 uno strumento unico sono: l’alta risoluzione (< 4 pm a 230 nm), la possibilità di analizzare gli alogeni come cloro, bromo e iodio con l’ottica sotto azoto e la possibilità di fare gli idruri insieme agli altri elementi in un’unica corsa con il CMA. Lo strumento sequenziale non è un limite e non rallenta la produttività del laboratorio: per la metodica US-EPA dove vengono analizzati 22 elementi compreso il mercurio sono necessari soli 4’ e 45”. Lo strumento ha un bassissimo costo di gestione per i consumabili della torcia e un consumo d’argon il più basso in assoluto: 11 L/min. All’accensione è subito pronto e non è necessario preflussare i rivelatori, risparmiando ulteriormente nell’uso dell’argon. Il software di gestione, i manuali d’uso e manutenzione sono esclusivamente in italiano. Lo strumento sicuramente apporta produttività al laboratorio, dove l’analisi viene effettuata in una sola volta, soddisfacendo i requisiti ambientali previsti dalla US-EPA. Il CMA si può installare solamente su gli ICP di Horiba Scientific, è veramente semplice da montare e mettere a punto e può essere usato come camera standard, lasciandola cosi sempre montata. Il sistema conferisce allo strumento incredibili sensibilità, rendendo i subppb un’analisi routinaria Monitoraggio microbiologico dell’ambiente esterno Il programma Pbi-safe environment prevede una serie di sistemi di campionamento e di analisi sul campo che riguardano l’acqua, l’aria ed il suolo, i sistemi sono per lo più specializzati nel monitoraggio microbiologico dell’ambiente esterno Il portale della sicurezza www.internationalpbi.it Sachetti sterili Tiosol-Stand-Up Mare Lacusper la raccolta e il trasporto di acque clorate Sistema RODAC-WEIGHT Frigorifero portatile per trasferimento campioni Brio-Junior Il programma Pbi-safe environment della International Pbi è costituito da una serie di sistemi di campionamento e di analisi sul campo che riguardano l’acqua, l’aria ed il suolo. Per quanto concerne la matrice acquosa, il campionatore Mare-Lacus in acciaio inossidabile consente di prelevare campioni di acqua di mare, fiume, lago, cisterna sino ad una profondità di oltre 15 metri. Il campionatore Swing è invece stato ideato per il campionamento superficiale di acqua. Per la raccolta e il trasporto di acque clorate, i flaconi sterili Tio-Square e i sacchetti sterili Tiosol-Stand-Up contengono il composto tiosolfato di sodio in accordo a quanto stabilito dalla legislazione vigente. Il sistema EC-BLU per la ricerca della contaminazione fecale delle acque consente di prelevare direttamente sul campo il campione di acqua, che sarà analizzato in laboratorio per la variazione di colore dovuta alla presenza di batteri fecali senza alcun trasferimento ad altri contenitori. Per quanto concerne la matrice aria, il controllo della contaminazione microbica nelle aree industriali, scarichi, depuratori, ecc… si esegue con il campionatore SAS IAQ. Un volume noto di aria è aspirato ed impattato su una superficie agarizzata di una piastra Petri. Dal numero di colonie (e dal tipo) che si sviluppano dopo incubazione, si risale al rischio biologico eventualmente presente nell’ambiente considerato. In questo contesto è talvolta necessario anche valutare le condizioni microbiologiche delle superfici con il sistema Rodac-Weight, utilizzando piastre da esporre a contatto con le superfici. I test analitici sul suolo si eseguono su carote di terreno prelevate a differenti profondità. Si presta molto bene a questo scopo il sistema di campionamento Surgel. Esso è costituito da un cilindro in acciaio che viene introdotto verticalmente nel terreno con l’ausilio di un trapano portatile a batteria. Per il trasferimento di campioni destinati ad analisi microbiologiche che devono essere trasportati al laboratorio nel più breve tempo possibile ed a temperatura controllata è indispensabile l’utilizzo del frigorifero portatile Brio-Junior . Il manuale per il responsabile della sicurezza Dispositivi di protezione individuale Dispositivi di protezione collettiva Poster rischio chimico e biologico Note applicative International PBI S.p.A. Via Novara, 89 - 20153 Milano - Italy Tel. (02) 48779-1 - Fax (02) 40090010 E-mail: [email protected] www.internationalpbi.it LAB & Ambiente DOSSIER Rilevazione di sostanze tossiche Dalle esigenze del mercato, il presupposto per l’azienda di sviluppare una struttura specializzata in soluzioni integrali per laboratori di Ecotossicologia e Tossicologia ambientale ROTAS - Luminometro multipozzetto Ecotox LDS è nata nel novembre 1992 con lo specifico scopo di diffondere sul mercato italiano test biologici per la rilevazione di sostanze tossiche in ambiente (test ecotossicologici). Avvalendosi spesso di esperti italiani e stranieri, ha reperito quanto di più innovativo si potesse allora trovare sotto forma di kit commerciali. Con l’inserimento di questo tipo di test nella legge 152, il mercato ha aumentato la ricettività creando il presupposto per l’azienda di sviluppare una struttura specializzata in soluzioni “integrali” per laboratori di Ecotossicologia e Tossicologia ambientale. La tipologia di clienti di Ecotox comprende, le sedi ARPA regionali (ex PMP o LIP) che sono percentualmente i più significativi insieme ad Istituti di Ricerca (CNR IRSA, ISE, ISS, ENEA), Università (Milano Bicocca, Statale, Politecnico, II Univ. Di Napoli, Univ. Di Venezia), enti di gestione (ENEL, Consorzi 84 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO di depurazione, Acquedotti), grosse e piccole strutture private. Università e Centri di Ricerca sono da anni interlocutori Ecotox su progetti finalizzati ad applicazioni innovative e alla messa a punto di nuovi biotest. Fornitori storici di Ecotox sono: Microbiotests (ex Creasel) di Nazareth, Belgio (www.microbiotests.be), produttore dei TOXKITS ed SDIX (ex Azur, ex Microbics), USA, (www.sdix.com) produttore del test Microtox e relativa strumentazione. Da circa 5 anni, Ecotox ha inoltre prodotto con suo marchio alcuni modelli di frigotermostati illuminati specifici per l’esecuzione dei test in kit (ToxKits). Nella logica di fornire ai nostri clienti delle soluzioni complete e non solo dei prodotti, negli ultimi anni abbiamo individuato fornitori di strumentazione a corredo per i quali abbiamo fatto una ricerca sulla base del rapporto qualità/prezzo. Ecotox si propone quindi come fornitore di laboratori “chiavi in mano”, dedicati all’ecotossicologia. Data la caratteristica di assoluta innovazione tecnologica dei prodotti di competenza di Ecotox, attenzione particolare è sempre stata posta nel dare al cliente un adeguato supporto tecnico con corsi dedicati o collettivi. Nel maggio 2004 è stata ottenuta la certificazione di qualità (UNI EN ISO 9001:200) per la commercializzazione di sistemi per test ecotossicologici, progettazione ed erogazione di formazione per l’uso dei prodotti. Gran parte dei test distribuiti da Ecotox sono applicabili sia su matrici liquide che su sedimenti e suoli. Ecotox e il ‘percorso’ del suolo Suoli e sedimenti sono matrici significative per la rilevazione di contaminazioni ambientali ma particolarmente complesse e difficili da analizzare; MICROTOX Mod. 500 sistema di rivelazione della tossicità con batteri luminescenti spesso le procedure analitiche sono costose e forniscono risposta in tempi molto lunghi. Ecotox, fedele al concetto di un approccio analitico integrato (test biologici e test chimici) ha cercato di reperire una batteria specifica per le indagini sui suoli tale che possa essere utilizzata in gran parte in situ e fornire risposte veloci e attendibili. Test biologici (ecotossicità) in situ ROTAS®, è un sistema basato sulla misura di bioluminescenza. Utilizza Vibrio fischeri e permette l’estrazione in campo di organici, metalli e composti solubili in acqua. Il kit comprende tutto il necessario per effettuare la completa procedura analitica senza la diretta manipolazione degli estrattanti da parte degli operatori. Tempo totale di analisi ca. 1h per 22 campioni. La preparazione batterica (reagente) e le procedure operative sono tali da poter essere utilizzate in campo, senza bisogno di termostatazione. Test biologici (ecotossicità) in laboratorio MICROTOX® Solid Phase: la procedu- ra prevede il diretto contatto del reagente Vibrio fischeri con il campione di suolo da analizzare. Il test fornisce una curva dose/effetto e il risultato viene espresso in ECxx. Tempi totali di analisi, ca. 1h. Il modello 500 è adatto sia per matrici liquide che solide, in particolare, acque di superficie dolci e salate, acque potabili o da potabilizzare, scarichi (ingressi/uscite), TIE, TRE, estratti e sostanze liquide di nuova formulazione. Può essere eseguito su campioni acquosi anche alle massime concentrazioni (a partire da 99%), consentendo quindi di condurre indagini anche su acque di superficie o potabili. Il software di gestione dati include protocolli analitici codificati (con riferimento a standard internazionali), inoltre, consente di personalizzare specifiche procedure. Un sistema gestionale elastico e preciso. Test chimici (immuno-enzimatici) in situ e in laboratorio La rilevazione d’idrocarburi può essere effettuata con tre diverse tecniche immunoenzimatiche: PCBs sono rilevabili con la tecnica enzimatica del Lateral Flow strip estremamente veloce e semplice da usare in campo; la risposta è semiquantitativa se si utilizza l’immonocromatografo portatile dedicato (EnBIO). In alternativa, utilizzando i classici tube con gli anticorpi fissati (Ensys) o con un sistema che combina l’utilizzo di anticorpi con la tecnica delle particelle magnetiche (RaPID). Con i test EnSys si possono rilevare anche Diossine; PAH, BTEX, TPH, CPAH ed il biocida PCP sono rilevabili con il metodo RaPID. acqua aria suolo Analisi di toc on-line Un nuovo strumento che può effettuare migliaia di analisi su campioni difficili come le acque di scarico contenenti cellulosa o le acque arricchite in sali, con tempi di manutenzione ridotti e grande efficienza GE Analytical Instruments ha introdotto sul mercato grazie alla collaborazione con A.&L.CO. Industries, un nuovo analizzatore di TOC online, il modello Sievers InnovOx. L’analizzatore è uno degli strumenti più innovativi nel campo dell’analisi del carbonio organico totale in matrici acquose, come acque potabili, acque di scarico e di processo. L’InnovOx On-Line affianca il sistema InnovOx da laboratorio e si basa sulla tecnologia GE di ossidazione supercritica (SCWO) per fornire analisi affidabili anche su campioni particolarmente difficili come le acque di mare o quelle a salinità superiore (come la salamoia). Lo strumento rappresenta, dunque, una svolta importante nella tecnologica di misura di elevata concentrazione di carbonio organico in acqua. L’InnovOx può effettuare migliaia di analisi su campioni difficili come le acque di scarico contenenti cellulosa o le acque arricchite in sali, con tempi di manutenzione ridotti e con un efficienza mai riscontrati prima. La tecnica di ossidazione supercritica permette di ottenere analisi su campioni con livelli di TOC compresi tra 0,5 e 50.000 ppm con una stabilità di calibrazione di almeno sei mesi. Lo strumento offre funzionalità di utilizzo tipiche dei sistemi di controllo di qualità superiore, quali: presenza di allarmi e segnali di monitoraggio configurabili dall’utente, tastiera touch screen multifunzione e meccanismo di autodiagnosi e verifica delle letture facilmente eseguibili dall’operatore. InnovOx è estremamente facile da programmare, da mantenere e i suoi costi di utilizzo sono assolutamente contenuti. La tecnica di ossidazione supercritica (SuperCritical Water Oxidation) è una tecnica di ossidazione in stato supercritico, brevettata da GE, che permette all’analizzatore di TOC InnovOx di ottenere un ottimale ossidazione dei campioni e una sta- bilità di calibrazione di altissimo livello. Il processo di ossidazione supercritica è in grado di ottenere la distruzione del carbonio organico per un ampio spettro di composti organici e di impurità, quali il particolato contenuto nel campione. Il nuovo processo analitico adottato dall’InnovOx permette di rimuovere il particolato tra ogni corsa analitica, scongiurando il rischio di contaminazione incrociata del campione e permettendo di ottenere una performance analitica di eccellente livello. Elettrodi differenziali di ph e redox Gli elettrodi CLR a principio differenziale sono particolarmente indicati per l'utilizzo in impianti di trattamento di acque reflue industriali per lavorare con presenza di sostanze incrostanti o inquinanti Gli elettrodi per la misura di pH e di potenziale Redox a principio differenziale della CLR sono particolarmente indicati per l'utilizzo negli impianti di trattamento delle acque reflue industriali con presenza di sostanze incrostanti o inquinanti per gli elettrodi di riferimento, come ad esempio gli ioni Hg++, Pb++, Cu++, ClO4-, Ag+, Br-, I-, CN-, S=. Applicazioni tipiche di questi sensori sono il trattamento reflui da concerie, da industria galvanica, da finiture superficiali, i processi di eliminazione o recupero di metalli pesanti e gli scrubbers, dove gli elettrodi pH o Redox tradizionali avrebbero una vita estremamente limitata, mentre i differenziali garantiscono elevata affidabilità per lunghi periodi, con necessità di manutenzione pressoché nulle. Questi elettrodi hanno l’elettrodo di misura in vetro con membrana semisferica, molto robusta e l’elettrodo di riferimento installato all’interno del corpo del sensore ed immerso nel ponte salino dal quale è separato da una membrana di vetro. Questa configurazione li rende immune all'effetto delle sostanze inquinanti presenti nel campione in misura.Il setto poroso è in PVDF, di ampia superficie, perciò praticamente insensibile alla formazione di depositi ed incrostazioni. Il sensore include il contatto di terra della soluzione: i riferimenti di questi elettrodi sono, quindi, immuni agli effetti, deleteri per i captatori interni, delle correnti parassite nel campione in analisi.La termoresistenza integrale permette l’indicazione della temperatura e la termocompensazione della misura. Questi sensori sono perfettamente intercambiabili con qualsiasi elettrodo pH (o Redox) e possono essere collegati a qualsiasi pHmetro ed addirittura ad un voltmetro o ad un PLC. La CLR è certificata UNI EN ISO 9001:2008 e progetta e produce analizzatori elettrochimici per la misura di pH, Redox, conducibilità, ossigeno, cloro ed altri ossidanti, metabisolfiti ed altri riducenti. LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 85 LAB & Ambiente DOSSIER eVol, vincitore dell’R&D 100 Technology Innovation Award Uno strumento unico del laboratorio che elimina l’errore umano nel trattamento manuale dei liquidi attraverso siringhe, incrementando enormemente la precisione, l’accuratezza e la riproducibilità. eVol è semplicemente una siringa automatica a controllo digitale Analytical Technology nasce nel 1992 sulla ventennale esperienza nel settore cromatografico dei suoi fondatori che hanno compreso come gli utilizzatori richiedano prodotti sempre più mirati per la soluzione di esigenze specifiche. L’azienda si propone come partner ideale di chi opera nel laboratorio. La sua filosofia operativa è quella di privilegiare il concetto di servizio in un'ottica di integrazione tra azioni specifiche finalizzate a soluzioni Kit completo eVol Display menù principale dello strumento 86 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO dedicate. Prodotti, assistenza analitica, tecnica, formativa ed informativa, rappresentano le proposte di Analytical Technology. Le Aziende, cui si affianca Analytical Technology sono rappresentate sia da grandi costruttori che da operatori in settori di nicchia che possano garantire soluzioni adeguate ad esigenze specifiche. Accanto a marchi prestigiosi, presenti sul mercato strumentale, quali Perkin Elmer, Dionex, Claind, SGE, United Chemical Technologies, Hamilton e Spark Holland, la società collabora con TeknoKroma, Datalys, La-PhaPack, Absolute Standards, Optimize Technologies che oltre ad assicurare prodotti certificati, garantiscono un rapporto qualità/prezzo decisamente favorevole. I prodotti distribuiti da Analytical Technology si ragguppano in sei classi fondamentali: La Liquid Handling, che comprende siringhe manuali e per autocampionatori, le MEPS, ideali per una SPE semplice e veloce ed il nuovo gioiellino SPE, eVol. Le Colonne per gascromatografia e gli accessori correlati, che comprende colonne capillari di diversi produttori (SGE, Perkin Elmer e TeknoKroma ne sono alcuni esempi), ferrule, liner, setti e tutto quanto puo riguardare la gascomatografia. Gli Standard organici, inorganici e ionici per le comuni tecniche cromatografiche e spettrometriche. Le Colonne per cromatografia liquida di molti tra i più famosi produttori quali Dionex, SGE, TeknoKroma ed altri, nonché una serie estremamente completa di accessori per HPLC ed UPLC. Tra questi accessori troviamo quelli prodotti da Optimize Technologies, che per la loro qualità e performance, sono stati scelti da vari produttori di strumentazione come loro prodotti originali. Vial, per tutti gli autocampionatori e per sample storage. La Preparazione del campione, con membrane filtranti, filtri per siringa, colonne SPE, piastre, derivatizzanti ed i relativi accessori Tra le novità assolute proposte, eVol, la prima siringa analitica automatica, digitale, progettata e prodotta da SGE e distribuita in Italia proprio da Analytical Technology è stata scelto quale vincitore dell’R&D 100 Award 2010. Si tratta di uno strumento unico del laboratorio che elimina l’errore umano nel trattamento manuale dei liquidi attraverso siringhe, incrementando enormemente la precisione, l’accuratezza e la riproducibilità. eVol è semplicemente una siringa automatica a controllo digitale. Tutte le operazioni di liquid handling, quali la diluizione del campione, la preparazione e l’aggiunta di standard, di reattivi ed ogni altra operazione che impiega una siringa gas-tight per il trattamento di liquidi organici ed inorganici, ora possono essere effettuate in maniera semplice ed automatica grazie all’eVol. Una siringa gas-tight, un tastierino a sfioramento e un display a colori dove vengono visualizzate tutti i parametri, rappresentano il cuore dell’eVol. Aggiunte di liquidi semplici, multiple, a valore crescente o decrescente per la preparazione delle curve di calibrazione, ora non sono più dipendenti dall’operatore. Tutti possono effettuare queste operazioni in maniera perfettamente riproducibile, precisa ed accurata. Il dispositivo migliora effettivamente l’efficienza del laboratorio e l’attendibilità dei risultati. eVol può essere facilmente calibrato per ottenere dispensazioni di liquido molto accurate e precise indipendentemente dalla manualità dell’operatore, ciò permette quindi di limitare al minimo la percentuale d’incertezza. Per conformarsi agli standard di laboratorio come GLP, GMP, FDA, ecc, il sistema può essere calibrato semplicemente per dispensare lo stesso volume. I fattori di calibrazione possono essere memorizzati e richiamati anche sostituendo la siringa. eVol è composto dall’abbinamento di due dispostivi di precisione: un sistema di controllo digitale e un adattatore per siringa XCHANGE che costituisce l’altra innovazione di SGE, grazie al sistema unico di accoppiamento che permette di sostituire la siringa sul dispositivo elettronico, in modo rapido e con facilità. Ecco, dunque, un dispensatore digitale programmabile in grado di trattare il campione in maniera accurata e riproducibile. Grazie alle 3 siringhe in dotazione, da 5, 50 e 500ul, che possono essere sostituite in qualche secondo, è possibile dispensare da 2nl a 500ul, con una sensibilità fino a 0,005ul. eVol è un piccolo strumento che offre l’opportunità di eliminare l’errore umano da qualunque operazione di dispensazione di liquidi! Il riconoscimento ricevuto dalla comunità internazionale per la sua avanzata tecnologia, nell’anno in corso, tra tutti i prodotti presentati sul mercato mondiale, rappresenta il giusto premio di tutti coloro che hanno lavorato per sviluppare lo strumento. acqua aria suolo Analizzatori multiparametrici on-line L’analizzatore PowerMon S è dedicato al monitoraggio on-line delle acque per l’analisi in differenti versioni di parametri in spettrofotometria UV-VIS o parametri colorimetrici, quali azoto ammoniacale, azoto nitroso, orto fosfati, cloro libero o totale, azoto totale e fosforo totale AxFlow, appartenente al gruppo svedese Axel Johnson International, è il distributore autorizzato per il mercato europeo dei prodotti della società tedesca Bran+Luebbe, una delle aziende più importanti nella produzione di pompe volumetriche e di analizzatori automatici per l’analisi delle acque per utilizzo in laboratorio ed in processo. Seguendo la filosofia di continua innovazione ed evoluzione dei prodotti del proprio programma di vendita, Axflow presenta la nuova gamma di analizzatori on-line multiparametrici per il monitoraggio delle acque: il sistema PowerMon S. Questo è un analizzatore tradizionale a cabina di tipo estrattivo con caratteristiche di estrema versatilità, rese possibili dalla gamma di configurazioni analitiche disponibili, ottenibili grazie al concetto di modularità che permette di configurare l’analizzatore in vari modi, dalla semplice analisi spettrofotometrica UV-VIS con la configu- razione Light alla configurazione Resources I e II per l’analisi aggiuntiva di uno oppure due parametri colorimetrici a scelta tra azoto ammoniacale, azoto nitroso, ortofosfati e cloro libero o totale, fino alla più sofisticata Resources III, dove possono essere implementati due metodi colorimetrici: quelli elencati più l’azoto totale oppure il fosforo totale oppure la versione per il calcolo del rapporto TN/TP attraverso la misura dell’azoto totale e fosforo totale. L’innovazione di prodotto si è orientata soprattutto nella riduzione dei costi operativi. Il sistema dispone di un basso consumo di reagenti, pur mantenendo ed aumentando le prestazioni analitiche nei termini di limiti di rilevabilità ed accuratezza dei risultati. Questi sistemi hanno funzioni integrate di autodiagnostica, calibrazione automatica, che garantiscono lunghi intervalli tra gli interventi di manutenzione routinaria con costi operativi contenuti. Sono dotati di funzionalità multi streaming, potendo analizzare fino a 6 linee campione in modo sequenziale. Caratteristiche salienti sono la disponibilità di alcune evoluzioni tecnologiche, tra cui: utilizzo di un ampio display a cristalli liquidi dotato di touch-screen con messaggi e testi operativi multilingue di facile ed intuitiva comprensione; elettronica sviluppata per le interfaccia più comuni: LAN – Local Area Network per una completa integrazione in rete; Modem, analogico o ISDN per poter eseguire diagnostica remota e trasmettere anche SMS –Short Message Service; USB - Universal Serial Bus per trasferimento dati e aggiornamento software; RS232 per collegamento con stampante o terminale seriale oppure con PC esterno; Profibus per integrazione in reti di processo, D.C.S. ed altra strumentazione che utilizza questo tipo di bus di campo. Tecnologia peristaltica Pochi ormai mettono in discussione le pompe volumetriche autoadescanti, quale miglior scelta per l’additivazione di sostanze caustiche e corrosive, mentre una nuova tendenza sta emergendo riguardo la selezione delle pompe. La sfida per gli esperti del settore è ora di trovare una pompa che sopporti le sostanze aggressive, rimanendo affidabile, che sia sufficientemente accurata per essere impiegata nel settore chimico e che sia di semplice utilizzo e manutenzione Le pompe peristaltiche di ultima generazione Watson-Marlow, soddisfano questi requisiti, abbattendo nel contempo i costi di manutenzione e aumentando l’efficienza delle aziende che le impiegano. E’ stata estensivamente documentata l’azione di deterioramento che le sostanze acide e abrasive hanno su valvole, statori e parti mobili delle pompe a doppio diaframma e a cavità progressiva con conseguenti tempi morti e alti costi di manutenzione. Per contrasto, l’assenza di valvole e meccanismi simili permette a chi progetta un impianto di contenere detti costi e di ottenere un flusso non interrotto da parti meccaniche. Il fluido entra a contatto con il solo interno dei tubi e degli elementi con conseguente abbattimento dei costi e delle tempistiche di manutenzione. I materiali dei tubi, fattore finora problematico per l’espansione della tecnologia peristaltica sul mercato, sono oggi disponibili in differenti elastomeri appositamente progettati per combinare lunga durata e resistenza chimica a una vasta gamma di sostanze. L’accuratezza delle pompe volumetriche autoadescanti è un’altra importante ragione per il loro impiego in applicazioni, dove la precisione del dosaggio è richiesta, proprio come nel caso del trattamento delle acque. Nel caso delle pompe peristaltiche, il cui margine di errore è inferiore allo 0,5%, la portata è proporzionale alla velocità della pompa. La completa occlusione del tubo crea l’azione peristaltica di pompaggio prevenendo la perdita di materiale e l’erosione da riflusso, nonché eliminando il bisogno di valvole di sicurezza, causa primaria di inaccuratezza nel dosaggio. Seppur leggermente più costose all’acquisto, le pompe peristaltiche ammortizzano rapidamente il proprio prezzo abbattendo i costi di manutenzione. Per esempio, non servono componenti costose quali statori, valvole o rotori e il cambio dei tubi richiede di solito pochi minuti. Inoltre, i tubi economici possono essere cambiati sul posto senza bisogno di particolari strumenti o competenze, rendendo le operazioni di sostituzione delle componenti più economiche rispetto alle altre pompe volumetriche autoadescanti la cui manutenzione arriva a costare il 75% del prezzo d’acquisto oltre a richiedere diverse ore. LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 87 LAB & Ambiente DOSSIER Kit PCR per la ricerca di legionella I kit AES Chemunex per la Legionella spp e la L. pneumophila sono stati messi a punto per la identificazione e quantificazione in campioni d’acqua La EuroClone presenta sul mercato i due nuovi kit PCR Real Time Adiagene per la ricerca di Legionella. Entrambi i kit sono disponibili in tre formati da 50, 100 e 250 test. Il kit Legionella spp è stato realizzato per il riconoscimento di tutte le specie, circa 50 potenzialmente presenti, di cui la metà risultano essere patogene opportuniste. Il kit Legionella pneumophila è stato realizzato per il riconoscimento della specie maggiormente implicata nella patologia umana. Questi kit sono stati messi a punto per l’identificazione e la quantificazione di Legionella in campioni di acqua e sono stati validati su tutti i termociclatori più diffusi. AES Chemunex ha, inoltre, sviluppato un kit rapido e semplice Adiapure Water per l’estrazione e la purificazione del DNA di Legionella dall’acqua. Il kit consente di ottimizzare il recupero del DNA e di conseguenza la qualità dell’amplificazione. L’analisi in PCR Real Time, compresa di estrazione, prevede un tempo di esecuzione di poche ore, contro i giorni richiesti dal metodo microbiologico. Campionamento sicuro delle acque La stazione Liquistation e il campionatore portatile Liquiport rivoluzionano il sistema di prelievo di campioni in quanto possono essere utilizzati come stazioni di misura complete, acili da utilizzare e flessibili nella programmazione Stazione completa di campionamento Liquistation CSF48 e la versione portatile Liquiport 2010 CSP44 La stazione di campionamento Liquistation CSF48 e la sua versione portatile, Liquiport 2010 CSP44, della Endress + Hauser, uno dei maggiori produttori al mondo di strumentazione di misura e di soluzioni d'automazione per l'industria di processo, rivoluzionano il mondo del campionamento. Non solo in quanto soddisfano gli standard internazionali e legislativi in materia di campionamento, ma anche perché sono flessibili al punto da adattarsi a qualsiasi tipo di applicazione. Si basano sul principio della piattaforma Liquiline-Memosens e possono essere utilizzati come stazioni di misura complete. L’idea è 2 in 1, cioè di un sistema che campioni e Con la bottiglia unica niente più bottiglie pesanti e problemi alla schiena 88 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO misuri nello stesso tempo. Dotati di sensori a tecnologia Memosens, si trasformano in una soluzione completa per il moderno monitoraggio ambientale. Forniscono la misura on-line di sei diversi parametri provenienti da sensori plug&play inclusi. Funzionano anche su evento, per esempio se un sensore di pH è collegato al campionatore e il valore di pH supera un certo limite, questo evento innesca il campionamento. Facili da utilizzare e flessibili nella programmazione I nuovi campionatori si basano sullo stesso concetto di funzionamento chiaro e semplice, comune a tutti i dispositivi della piattaforma Liquiline-Memosens. Il menu è stato ridotto al minimo per Facile da usare e flessibile nella programmazione consentire una navigazione veloce e l’ampio display grafico guida l’utilizzatore attraverso il software con le sue nove linee di 45 caratteri. I programmi di campionamento garantiscono la massima flessibilità e soddisfano tutte le esigenze, partendo dal programma Base con soli 5 input si accede ai programmi Standard e Advanced dove di aprono altri 24 sotto-programmi per utilizzi più specifici.Per la sicurezza del personale, la soluzione a bottiglia unica proposta rende il trasporto dei campioni al laboratorio molto più facile. Quando si parla di facilità di trasporto, il Liquiport 2010 CSP44 raggiunge risultati eccellenti. Può essere spostato anche da persone esili. Entrambi i campionatori sono alimentati a bassa tensione 24 VDC, garantendo la massima sicurezza elettrica all’interno della custodia. Per la sicurezza del campione la custodia modulare del campionatore è dotata di due porte con serrature laterali ed è stata progettata senza viti sulla parte esterna. Dopo aver chiuso la custodia, il campionamento non può essere interrotto ed i campioni vengono custoditi in modo sicuro. L’alimentazione e l’innovativo sistema di raffreddamento, preservano i campioni da eventuali fluttuazioni di temperatura. acqua aria suolo Analisi multiparametrica del COD L’analisi del COD per essere affidabile deve avvenire in tempi rapidi: Un risultato immediato è di particolare utilità nei monitoraggi sul campo e nei controlli di processo di scarichi industriali Aqua Diagnostic società australiana nata nel 2006, si è affermata grazie alla strumentazione per la misura del COD che permette tempi 10 volte inferiori rispetto ai metodi tradizionali. Le apparecchiature Aqua Diagnostic, distribuite in Italia dalla FKV, riducono, inoltre, l'esposizione degli operatori a reagenti con proprietà tossiche. La tecnologia brevettata PeCODTM, grazie all’esclusiva tecnica foto-elettrochimica basata su nanotecnologie, è in grado di determinare il COD in campioni di acque reflue e naturali ed è applicata su due prodotti: P100 e L100 L’approccio PeCOD si basa sulla misurazione della corrente originata dall’ossidazione delle specie organiche contenute nel campione per quantificare il COD: il risultato è una misura reale dell’inquinamento organico, senza interferenze. Il cuore della tecnologia di L100, strumento affidabile e sensibile per analisi da laboratorio, è il forte potere ossidativo che assicura la completa ossidazione di tutti gli organici in maniera semplice e rapida. Sulla stessa tecnologia si basa P100, un prodotto che gestisce l’analisi del COD attraverso diluizione e analisi automatica fornendo il dato per telemetria direttamente nella postazione di controllo dell’operatore. P100 è in grado di eseguire determinazioni di COD on-line e di fornire la misura del BOD equivalente, il tutto con tempi di analisi inferiori a 5 minuti e, soprattutto, senza l’impiego di reagenti tossici e dannosi per l’ambiente, perché viene sfruttato il potere ossidante del Biossido di Titanio che permette una completa e efficace ossidazione degli organici presenti nel campione. L’unico reagente utilizzato è una soluzione elettrolita innocua. Le dimensioni ed il peso ridotti rendono l’installazione in impianto semplice e veloce, mentre i dati generati possono essere trasmessi a postazioni di controllo remote. Il disegno robusto garantisce l’affidabilità e la durata nel tempo. LAB & Ambiente DOSSIER Analisi di pcb in suoli L’indagine è stata condotta con il metodo EPA 1668, che prevede l’analisi di PCB per mezzo di tecnica HRGC abbinata a un rilevatore HRMS, operando in diluizione isotopica. Il metodo è stato adattato per permettere l’utilizzo di uno spettrometro di massa a bassa risoluzione (LRMS) ed è stato applicato per la caratterizzazione di siti da bonificare e per la valutazione dell’inquinamento Fabio Ghioni, ARPA Piemonte Polo Bonifiche, Alessandria 90 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO acqua aria Con il termine PCB si intendono oltre 200 composti chimici (209 isomeri totali) derivati per sintesi dalla clorurazione del bifenile con uno o più atomi di cloro. I PCB sono stabili, inerti chimicamente e scarsamente biodegradabili; per queste caratteristiche sono stati utilizzati ampiamente nell’industria elettrotecnica (fluidi refrigeranti/isolanti nei trasformatori elettrici e nei condensatori) e in molti altri campi; commercialmente sono noti come Arochlor. Per le loro caratteristiche tendono con facilità a bioaccumularsi lungo la catena alimentare, prediligendo i tessuti adiposi; per questo sono stati classificati come composti pericolosi Persistant Organic Pollutants (POPs) da organismi internazionali. Tra i congeneri di maggior interesse tossicologico vi sono i PCB non orto o mono orto sostituiti in grado di assumere una conformazione coplanare con similitudini strutturali e geometriche alla più tossica delle diossine: la 2,3,7,8-TCDD. Si parla in questo caso di PCB dioxin-like (12 congeneri) su cui è stato posta l’attenzione dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO). Nell’ambito della nostra specifica attività è nata l’esigenza di sviluppare un metodo che consentisse di determinare i PCB come PCB Totali in suoli e sottosuoli sottoposti a bonifica secondo quanto previsto dal DLgs 152/2006 [1]. Per la determinazione dei PCB Totali in genere l’approccio classico è quello di una determinazione gascromatografica con rivelatore ECD, ricorrendo al metodo dell’Area Sum oppure attraverso l’individuazione dei picchi principali. Queste procedure ed eventuali loro derivazioni, sviluppate per l’analisi dei PCB negli oli (CEI EN 61619 [2] e EPA 8082 [3]), risultano utili solo per una stima qualitativa o semi quantitativa di campioni con un inquinamento da PCB rilevante (superiore ai ppm). Un simile approccio risulta, inoltre, riduttivo in quanto non permette l’identificazione dei singoli congeneri presenti nel campione e la loro distribuzione. Questo risulta fondamentale se si considera la diversa tossicità dei singoli congeneri e quindi la diversa pericolosità ambientale. Si è, quindi, reso necessario sviluppare un metodo che consentisse non solo di stimare quantitativamente l’inquinamento da PCB, ma che permettesse anche l’identificazione e la quantificazione di tutti i 209 congeneri ai livelli di concentrazione richiesti dal D.Lgs. 152/2006 (60 µg/Kg e 5 mg/Kg per i suoli rispettivamente destinati ad aree pubbliche o aree industriali). Come guida per la stesura del metodo è stato utilizzato il metodo EPA 1668 [4], che prevede l’analisi di PCB in matrici ambientali per mezzo di tecnica HRGC abbinata a un rilevatore HRMS, operando in diluizione isotopica. Il metodo EPA è stato adattato al fine di permettere l’utilizzo di uno spettrometro di massa a bassa risoluzione (LRMS) a disposizione del laboratorio. Il metodo così messo a punto è stato applicato per la caratterizzazione di siti da bonificare e per la valutazione dell’inquinamento diffuso in aree agricole, pedemontane e urbane. suolo Parte sperimentale Il metodo sviluppato consente la determinazione quantitativa di 48 congeneri. Il parametro PCB Totali, dopo la corretta individuazione di tutti i 209 congeneri, viene calcolato come somma di tutti i congeneri identificati, quantificati applicando un fattore di risposta medio calcolato per ogni grado di clorurazione (Famiglie). Il metodo è applicabile a matrici solide (suolo, sottosuolo e sedimenti) e anche a matrici liquide. Il campo di prova per matrici solide, pesando 10 g di campione, risulta compreso tra 5,0 E-06 e 2,5 E-02 mg/Kg per ogni singolo congenere. Ritovapor BUCHI Figura 1 – Estrattore ASE 200 della Dionex Figura 2 – Sistema di purificazione Power Prep della FMS LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 91 LAB & Ambiente Figura 3 – Sistema HRGC/LRMS della Agilent Sono stati utilizzati come materiali: esano, nonano e toluene per analisi di residui; standard certificati per i PCB nativi (48); standard certificati per i PCB marcati (13C12) di processo (surrogati), di iniezione, di cleanup; solfato di sodio anidro puro per analisi, colonne di gel di silice acida e basica, allumina neutra per sistema Power prep. La strumentazione impiegata è stata: estrattore ASE 200 della Dionex (Figura 1); rotovapor BUCHI; purificatore automatico Power Prep della FMS (Figura 2); sistema per concentrazione sotto flusso di azoto anidro; sistema GC/MS ditta Agilent. Il campione è stato reso idoneo alle procedure di estrazione mediante omogeneizzazione, essiccamento/liofilizzazione e setacciatura. All’aliquota da analizzare (in genere 10 g) si è aggiunto una quantità nota di standard marcati di processo (Surrogati, Tabella 2) utile a fornire indicazione della qualità dell’intero processo analitico, oltreché, lavorando in diluizione isotopica, a correggere il risultato finale per il recupero degli stessi standard marcati. L’estrazione è stata eseguita utilizzando l’apparecchiatura ASE secondo le impostazioni riportate in Tab. 3. L’estratto in toluene è stato anidrificato su sodio sol- Famiglia Congeneri N° IUPAC 30-18-31-28 Tetra-sostituiti 52-49-47-44-74-70-66-79-81-77 Penta-sostituiti 95-91-101-99-87-110-123-118-114-105-126 Esa-sostituiti 151-149-146-153-141-137-138-128-167-156-157-169 Epta-sostituiti 187-183-174-177-180-170-189 Octa-sostituiti 199-196-203-194 Tabella 1 - Elenco PCB in calibrazione (48 congeneri) Famiglia Congeneri N° IUPAC PCB Surrogati 28-81-77-123-118-114-105-126-167-156-157-180-169-189-194-209 PCB Iniezione 52-101-178-138 PCB Cleanup 19-111-170 Tabella 2 - Soluzioni Standard PCB Marcati (13C12) Temperatura Transfer line MS Temperatura sorgente Inert Modalità di acquisizione MS Agilent 6890 Agilent 5973n Inert Split–splitless Pulsed Splitless 270°C 1,0 ml/min SGE HT8 – 60,0 m, 250 m, 0,25 m 100$C per 1,0 min 35$C/min fino 170$C per 0 min 5°C/min fino 200 °C per 0 min 2$C/min fino a 270$C per 0 min 3$C/min fino a 300$C per 0 min Post trattamento a 320$C per 2.0 min 290$C 300°C SIM Tabella 4 - Condizioni strumentali HRGC/LRMS 92 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO fato anidro quindi, utilizzando l’evaporatore rotante, si è allontanato il toluene, sostituendolo con esano. Si è aggiunta una quantità nota di standard marcati di cleanup e si è proceduto alla purificazione dell’estratto utilizzando un sistema automatizzato con colonne impaccate di silice (acida e basica) e allumina. Nel caso di matrici complesse ricche di sostanza organica è stato processato prima l’estratto su colonna antropogenica (costituita da strati alternati di Na2SO4, Silice, Bicarbonato/Na2SO4 e Celite acida). Si è ridotto, infine, il volume dell’estratto così purificato sotto flusso di azoto e si è ripreso con una quantità nota di standard marcati di iniezione. Spesso possono rendersi necessarie ulteriori purificazioni per eliminare particolari interferenti che rendono ardua la determinazione quali e quantitativa dei singoli congeneri; a titolo d’esempio citiamo l’eliminazione dello zolfo secondo il metodo EPA 3660 [5]. Gli estratti sono stati analizzati in HRGC/LRMS secondo le condizioni riportate in Tab. 4. Il sistema cromatografico consente la separazione, l’identificazione e la quantificazione di tutti i singoli congeneri, dosando inoltre il parametro PCB Totali come somma di tutti i congeneri individuati. Il metodo prevede verifiche per l’identificazione dei picchi e per la corretta esecuzione dell’intera procedura analitica secondo criteri fissati dal metodo EPA 1668A. I singoli congeneri vengono identificati in base al tempo di ritenzione e al rapporto delle abbondanze isotopiche (m/z) di ioni opportunamente scelti. I 48 congeneri (riportati in Tabella 1) sono stati calibrati su 5 diversi livelli di concentrazione e quantificati mediante diluizione isotopica (per gli isomeri di cui si dispone del corrispondente standard marcato) o standard interno (utilizzando il marcato più affine). Per tutti i restanti congeneri la quantificazione è avvenuta attraverso l’utilizzo di fattori di risposta medi calcolati per gruppo di isomeri (Famiglie) sempre secondo il metodo dello standard interno. A ogni batch analitico è stato eseguito un campione “bianco” (per la verifica dell’assenza di fonti di inquinamento) e un campione bianco fortificato con una quantità nota di PCBs nativi (verifica recuperi della metodica) seguendo le stesse operazioni (estrazioni, purificazione, e iniezione) eseguite sui campioni. Risultati Tri-sostituiti Gascromatografo Spettrometro di massa quadrupolare Tipo di iniettore Modalità di iniezione Temperatura iniettore Flusso Colonna Temperatura iniziale forno Programma gradiente termico DOSSIER Nell’ambito dell’attività laboratoristica sono state svolte indagini per la verifica delle fonti di inquinamento diffuso. In tempi differenti sono state indagate diverse tipologie di suoli prelevati nel territorio della Regione Piemonte. Una prima indagine ha riguardato aree agricole, per un totale di circa 50 campioni. La seconda indagine ha riguardato prevalentemente aree pedemontane, per un totale di circa 60 campioni. Infine la terza ha riguardato l’area urbana di un grosso centro abitato, per un totale di circa 30 campioni. Sfruttando la duttilità del metodo messo a punto è stato possibile, al fine di comprendere meglio quali e quanti congeneri rappresentino in modo più esaustivo il parametro PCB Totali, determinare le seguenti sommatorie: PCB Totali: somma di tutti i congeneri singoli individuati e quantificati per mezzo di un fattore di risposta medio calcolato per ogni singola Famiglia; WHO (12): somma dei 12 congeneri dioxin-like: IUPAC n° 81, 77, 123, 118, 114, 105, 126, 167, 156, 157, 169, 189; PNR (18): in analogia con quanto proposto dal WHO, l’Istituto Superiore di Sanità ha avviato il Piano Nazionale Residui (PNR) che prevede la ricerca in campo alimentare di 18 congeneri: IUPAC Solvente Pressione Temperatura Heat Tempo statica Flush vol. Purge Time Static cycle Tabella 3 - Metodo di estrazione ASE Toluene (100%) 2000 psi 150°C 7 min 5 min 70 % v 180 sec 2 acqua aria Figura 4 - Distribuzione % delle Famiglie di PCB - Varie indagini n° 28, 52, 95, 101, 99, 110, 118, 105, 151, 149, 146, 153, 138, 187, 183, 177, 180, 170. I singoli congeneri vengono sommati per ottenere il parametro Sommatoria PNR; 48 Congeneri: somma dei 48 congeneri da proposti da ARPA Piemonte (Tab. 1), comprendenti i 12 PCB del WHO, i 18 PCB del PNR più altri congeneri scelti in funzione della loro rilevanza ambientale; Singole famiglie PCB: il dato PCB Totali può anche essere ulteriormente frazionato allo scopo di valutare il diverso apporto dei congeneri divisi per famiglie. Si considerano le sommatorie dai mono ai nona-sostituiti, escludendo il deca-sostituito rappresentato da un unico congenere di scarsa importanza ambientale; Famiglie dai tri agli octa sostituiti: a titolo di esempio è stata presa in considerazione anche questa sommatoria parziale a confronto con il parametro PCB totali. Le sommatorie ottenute consentono di approfondire e verificare come i diversi congeneri si distribuiscano nelle varie campagne definendone quindi il differente peso ambientale. In Figura 4 ad esempio viene mostrato il contributo percentuale delle singole Famiglie di congeneri in confronto a quanto atteso teoricamente. I risultati riportati sono stati ottenuti, valutando la percentuale del numero di congeneri appartenenti a una determinata famiglia rispetto ai 209 possibili; il dato è stato inoltre mediato su tutti i campioni indagati per quella particolare area considerata. E’ immediato verificare come le famiglie dei congeneri si distribuiscano percentualmente in modo difforme da quanto atteso teoricamente; in particolare il peso ambientale risulta quasi prevalentemente costituito da penta, esa e epta-sostituiti (circa il 90%) con una netta prevalenza degli esa, mentre è pressoché trascurabile l’apporto ambientale di mono, di, tri e nona-sostituiti. Inoltre, mentre la distribuzione teorica risulta centrata e simmetrica rispetto ai penta-sostituiti, le distribuzioni ambientali si presentano asimmetriche e traslate verso la famiglia degli esa-sostituiti. Questo può essere attribuibile sia a un diverso tipo di inquinamento (ad esempio contaminazione da Arochlor con differenti gradi di clorurazione), che a un differente comportamento ambientale degli stessi in funzione del grado di clorurazione: più volatili, solubili e degradabili i meno clorurati, più stabili e con tendenza all’accumulo nella parte organica del suolo quelli a elevato numero di atomi di cloro. La differente distribuzione quali e quantitativa delle famiglie in funzione delle diverse matrici ambientali indagate potrebbe suggerire l’esistenza di una vera e propria impronta digitale dell’inquinamento da PCB, permettendo di identificare a priori la fonte/origine dell’inquinamento. Consideriamo infine il confronto delle diverse sommatorie possibili previste per Legge e/o proposte da Enti Istituzionali. In Figura 5 sono riportate le medie delle sommatorie precedentemente descritte rapportate percentualmente al parametro PCB Totale calcolato per ogni campione (a cui è stato assegnato il 100%). Si può notare che la sommatoria di tutti i congeneri compresi tra i tri e gli octa-sostituiti è pressoché rappresentativa dei PCB Totali indipendentemente dalla matrice ambientale oggetto di studio. Si conferma che, come già verificato attraverso l’analisi della distribuzione delle singole famiglie, i congeneri mono, di, nona e deca-sostituiti hanno rilevanza ambientale trascurabile (oltre che dal punto tossicologico), risultando pressoché inutile la loro ricerca. La sommatoria dei 18 congeneri indicati dall’ISS suolo Figura 5 - Confronto tra diverse sommatorie di PCB – varie indagini per il Piano Nazionale Residui dimostra una discreta rappresentatività della classe dei PCB, pesando percentualmente tra il 50% e il 60% dei Totali. La sommatoria dei 12 congeneri indicati dal WHO si dimostra invece di scarsa rappresentatività ambientale (mediamente un 10% dei PCB Totali); ciò è da attribuirsi al fatto che la sommatoria è ottenuta considerando i congeneri più interessanti dal punto di vista tossicologico (dioxin-like), ma non da quello ambientale. La sommatoria dei 48 congeneri proposti si dimostra ampiamente rappresentativa del parametro PCB Totali, incidendo in media all’85% del dato ottenuto dalla somma di tutti e 209 congeneri. Conclusioni E’ stato sviluppato un metodo che consente di valutare in modo accurato, preciso ed efficiente il parametro PCB Totali nei suoli in ottemperanza a quanto previsto dal DLgs 152/2006. Il metodo è stato utilizzato in diverse indagini ambientali eseguite nell’ambito dello studio dell’inquinamento diffuso in varie aree del territorio regionale, consentendo la determinazione del parametro PCB Totali, i singoli 209 congeneri evidenziando la loro distribuzione ambientale. Dall’analisi dei risultati sono emersi alcuni spunti interessanti: i risultati ottenuti dimostrano in maniera inequivocabile come la diffusione dei PCB sia ormai ubiquitaria sul territorio; la distribuzione ambientale dei congeneri e delle rispettive famiglie si presenta difforme rispetto al teorico previsto. Molteplici possono essere le cause: vi possono essere differenti comportamenti di adsorbimento e/o diffusione nel suolo delle diverse classi di congeneri, oppure differenti fonti di origine di inquinamento da PCB (ad esempio differenti miscele di Arochlor a vario grado di clorurazione). In futuro potrebbe essere interessante approfondire la possibilità di identificare il tipo di inquinamento in base alla differente distribuzione dei congeneri rilevati, definendo così una impronta digitale caratteristica; dall’analisi delle diverse sommatorie proposte emerge chiaramente la possibilità di stimare in modo quantitativo il parametro PCB Totali considerando un minor numero di congeneri, scelti tra i più rappresentativi dal punto di vista ambientale e/o tossicologico. In particolare la sommatoria dei 48 PCB da noi proposta fornisce una stima del parametro dell’ordine dell’85%. La restrizione del numero di congeneri da ricercare, pur garantendo un ottima stima dei Totali, consentirebbe lo snellimento della procedura analitica, apportando nel contempo un sensibile risparmio temporale ed economico. Bibliografia [1] DLgs 152/2006; Decreto Legislativo 3 aprile 2006, n. 152 "Norme in materia ambientale". [2] CEI EN 61619; Liquidi isolanti – Inquinamento da PCB. Metodo di determinazione gas cromatografico con colonna capillare. [3] EPA 8082; Polychlorinated biphenyls (PCBs) by gas chromatography. [4] EPA 1668; Chlorinated Biphenyl Congeners in Water, Soil, Sediment, and Tissue by HRGC/HRMS. [5] EPA 3660; Sulfur cleanup. LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO 93 LAB & Ambiente DOSSIER Spettrometri per analisi elementari Gli spettrometri XRF e ICO-OES sono dedicati all’analisi di tutti i principali elementi della tavola periodica in matrici solide e liquidi con differenti prestazioni e applicazioni a seconda del modello Modello Arcos della Spectro La Spectro Analytical Instruments, società tedesca del gruppo Ametek, è un’azienda rivolta allo sviluppo, produzione e commercializzazione di strumentazione per l’analisi chimica di laboratorio e industriale di matrici solide, sedimenti, suoli, rifiuti, polveri, acque di scarico e potabili, alimenti. Questi vengono analizzati quantitativamente e qualitativamente, misurando radiazioni caratteristiche emesse dopo opportuna eccitazione con strumenti quali: spettrometri ARC/SPARK per l’analisi dei metalli e delle loro leghe, gli spettrometri ICP-OES per l’analisi dei liquidi e gli spettrometri ED XRF portatili o da banco in grado di analizzare tutti gli elementi chimici dal Mg all’U. La strumentazione per l’analisi chimica elementare proposta dalla Spectro sfrutta la particola- Spettrometro XEPOS rità di ogni atomo, opportunamente eccitato, di emettere radiazioni caratteristiche attraverso le quali poter caratterizzare e quantificare in modo preciso e univoco l’elemento che le ha generate nella matrice che lo contiene. Spectro XSort NM (Non Metal) Spettrometro XRF portatile sviluppato per effettuare analisi in situ nato per utilizzo in campo, dove l’informazione necessaria è di tipo qualitativo o semiquantitativo. Alcune applicazioni tipo dello Spectro XSort sono, ad esempio, quelle rivolte all’analisi dei rifiuti industriali e domestici, i rifiuti elettronici (applicazione RoHS), i terreni e gli oli esausti. Lo strumento utilizza per l’eccitazione del campione un tubo a raggi X miniaturizzato con anodo in W (Tungsteno) che migliora l’analisi di tutti quegli elementi che oggi sono oggetto di norme internazionali molto restrittive per molti prodotti di uso domestico. Ad esempio vengono misurati il Pb nei giocattoli o il Cd nei coloranti delle plastiche, ecc… XSort è di facile utilizzo e permette la memorizzazione di tutte le misure effettuate in campo, trasferibili sul PC del laboratorio per ulteriori considerazioni e valutazioni. Spectro Xepos Spettrometro XRF portatile 94 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO La normativa Europea EN 15309 descrive la caratterizzazione della composizione chimica degli elementi maggiori e in traccia nei campioni omogenei di rifiuti, terreni o suoli tramite lo spettrometro a raggi X a dispersione di energia (ED XRF). XEPOS è lo spettrometro XRF della Spectro a dispersione di energia che sfrutta per l’eccitazione del campione il principio della radiazione polarizzata. A parità di potenza applicata al tubo XRF l’effetto della radiazione polarizzata genera uno spettro di fluorescenza, dove il rapporto dei segnali picco/fondo è maggiore rispetto ad altri tecniche analitiche con un conseguente inferiore limite di rivelabilità. XEPOS è uno spettrometro XRF con capacità analitiche molto diversificate; tra le applicazioni più comuni possiamo menzionare l’analisi dei filtri per il monitoraggio del PM10, l’analisi dei terreni da bonificare o quella degli oli usati. La tecnica ED XRF permette di analizzare campioni solidi compatti o in polvere, soluzioni acquose o liquidi organici; la presenza di un carosello porta campioni da 12 posizioni permette una produttività analitica molto elevata, lasciando gli operatori liberi di dedicarsi ad altre attività. Spectro Genesis e Arcos Quando la richiesta è di prestazioni spinte e sensibilità molto elevata entrano in campo gli ICP (Inductively Coupled Plasma) della Spectro. Il modello Genesis è dedicato a tutte quelle attività dove il rapporto qualità/prezzo è obbligatorio, mentre il modello Arcos è utilizzato dove le particolari esigenze analitiche richiedono una elevata risoluzione spettrometrica. Arcos, con il particolare design della sua camera ottica, raggiunge nel campo tra 130 e 370 nm una risoluzione lineare di 8,5 pm, mentre nel range compreso tra 370 e 770 nm la risoluzione è di 15 nm. L’ultimo nato della gamma Spectro Arcos165 raggiunge un campo tra 165 e 770 nm per ogni misurazione. Questo strumento per il suo basso livello di rilevamento e una precisione maggiore è adatto per l'analisi delle acque, acque reflue, terra o fanghi. La potenzialità di lavorazione che arriva fino a 80 campioni all'ora, lo rende ideale per i laboratori ad alto rendimento ambientale. I 15 rivelatori CCD installati su Genesis ed i 32 su Arcos assicurano la copertura e l’acquisizione simultanea di tutto spettro e in meno di un minuto il ciclo di misura viene completato in tutte le sue fasi. SPECTRO è uno dei fornitori leader a livello mondiale di strumenti analitici per la emissione ottica e fluorescenza a raggi X spettrometria. Dalla sua fondazione nel 1979 fino ad oggi, più di 30.000 strumenti analitici sono stati consegnati a clienti in tutto il mondo. AMETEK, Inc. è un produttore leader mondiale di strumenti elettronici e motori elettrici, con un fatturato annuo di circa 2,1 miliardi di dollari. Lo sviluppo di AMETEK si basa su quattro strategie fondamentali: eccellenza operativa, acquisizioni e alleanze strategiche, espansione geografica e di mercato, nuovi prodotti. aevcomunicazione.com “ICP e XRF per l’analisi ambientale!” SPECTRO ARCOS è l’ICP ottico simultaneo ad alta sensibilità e alta produttività analitica, 60 campioni in 60 minuti per l’analisi di 74 elementi/campione. Per mezzo dei 32 rivelatori lineari ARCOS può vantare la completa copertura spettrometrica da 130 a 770 nm e una dispersione ottica di 8.5 picometri nel range tra 130-340 nm e di 15 picometri nel range tra 340-770 nm. SPECTRO GENESIS: ICP a CCD per la misura simultanea degli elementi con emissione caratteristica compresa tra 175 e 777 nm. Data la sua semplicità di utilizzo è un potente mezzo d’analisi di tutti i campioni per il controllo di produzione, per l’indagine ambientale etc. SPECTRO XEPOS7TIXXVSQIXVSHM¾YSVIWGIR^EHIMVEKKM<E dispersione di energia ED-XRF per la determinazione quali-quantitativa degli elementi compresi tra il Sodio (Na) e l’Uranio (U) nei materiali solidi compatti o in polvere e nei liquidi. SPECTRO è la Divisione AMETEK 9e]l]cEYl]jaYdk9fYdqkak<anakagf! d]Y\]jegf\aYd]f]d[Yehg\]ddY kljme]flYragf]YfYdala[Y[gf[aj[Y +(&(((kljme]flaafklYddYlaf]degf\g& SPECTRO xSORT è lo spettrometro XRF portatile in grado di analizzare simultaneamente 41 elementi, nei terreni, nei fanghi, etc. AMETEK Srl, con le divisioni TAYLOR HOBSON, AMT ORTEC, SPECTRO e LAND, g__a®dYha¼nYda\Yj]Ydl§Ykmhhgjlg\]ddaffgnYragf] e del controllo nei più critici e interessanti settori strategici. AMETEK S.r.l. - SPECTRO division NaY\]:Yjra%*((0/JgZ][[gkmdFYna_dag EA!%AlYdq L]d]^gfg#+1(*1,.1+&)%>Yp#+1(*1,.1+&.-(ooo&kh][ljg&[geooo&Ye]l]cafkljme]flk&al LAB & Ambiente DOSSIER Contenitore Xpress ad elevata produttività Il mineralizzatore a microonde MARS Sistema a microonde per la preparazione di terreni La più recente versione è lo strumento MARS, molto versatile, con un’elevata modulabilità per cui può essere impiegato sia per mineralizzazioni acide, che per estrazioni con solvente o per evaporazioni e concentrazioni sotto vuoto CEM Corporation è un’azienda statunitense, leader nella realizzazione di sistemi a microonde da laboratorio. Grazie alle filiali dislocate in Italia, Regno Unito, Germania, Francia, ed ad una rete di distribuzione attiva a livello globale, CEM Corporation è il principale fornitore di strumenti a microonde al mondo. In particolare, progetta e realizza sistemi dedicati al settore della life science; sintesi chimica; chimica analitica e controllo dei processi produttivi. Gli strumenti proposti vengono utilizzati in svariati settori industriali, fra i quali quello farmaceutico, biotecnologo, chimico, ambientale, ali- Contenitore EasyPrep 96 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO mentare, nonché in ambito accademico per attività di ricerca. L’azienda è affermata a livello mondiale per numero di sistemi installati, ha più di 300 brevetti per tecnologia a microonde ed è stata incitore di 10 premi R&D 100. L’azienda progetta e produce il più venduto sistema a microonde per la preparazione del campione. Disponibile con un’ampia gamma di opzioni, contenitori e accessori per digestione, estrazione e sintesi. L’utilizzo di sistemi a microonde per la preparazione di terreni, permette di ridurre notevolmente i tempi di lavoro con il vantaggio di operare in contenitori chiusi e in pressione con un impiego minimale di acidi. Ne risulta una notevole riduzione dei costi di gestione e, per l’operatore, la possibilità di lavorare in completa sicurezza, riducendo al minimo il contatto con acidi e solventi. L’azienda che per prima ha introdotto la tecnologia delle microonde nei laboratori chimici nel 1978, è stata proprio l’americana CEM, rappresentata in Italia dalla filiale di Cologno al Serio, vicino Bergamo. La più recente versione di mineralizzatore a microonde proposta è lo strumento MARS, le cui caratteristi- che principali sono: una potenza di erogazione di cavità di 1600 watt, diversi sistemi di sicurezza in grado d’interrompere l’erogazione delle microonde in caso di chiusura errata dello sportello o qualora si verifichi un rilascio di pressione dei contenitori, una unità di controllo con schermo LCD integrata nello strumento; cavità interna in acciaio inossidabile completamente in teflon e un sistema d’aspirazione fumi integrato con relativo tubo facilmente alloggiabile sotto una cappa aspirante. Lo strumento è estremamente versatile, grazie ad una elevata modulabilità che gli permette di essere impiegato sia per mineralizzazioni acide, che per estrazioni con solvente o per evaporazioni e concentrazioni sotto vuoto. Le dotazioni disponibili sono: controllo di temperatura a fibra ottica, doppio sensore non invasivo ad infrarosso per il monitoraggio della temperatura in tutti i contenitori, controllo di pressione che permette la regolazione fino a 800 psi in un contenitore di riferimento e un sensore di rilevazione di solventi in cavità. Tra le varie tipologie di contenitori disponibili vi è il rotore CEM Xpress che è in grado di processare fino a 40 campioni in contemporanea e la rilevazione della temperatura avviene su tutti i contenitori, grazie all’utilizzo di due sonde di temperatura IR, poste sul fondo dello strumento. I contenitori Xpress non prevedono l’utilizzo di sensori di pressione grazie alla capacità di cui sono dotati di auto-regolare la pressione interna con un tappo autoventilante in grado di rilasciare piccole quantità di gas, se si raggiungono pressioni-limite, per poi richiudersi in automatico e consentendo in questo modo al ciclo di lavoro di proseguire senza interruzioni. Questa tipologia di contenitori permette di lavorare a condizioni di alte temperature e pressioni, assicurando l’impiego di questo rotore per le più diverse tipologie di campioni. Tutti i contenitori sono in PFA e TFM e sono quindi altamente resistenti ad ogni acido o solvente utilizzato. Ultimo nato tra i contenitori ad alta pressione per microondeè l’Easy Prep. Con una struttura di contenimento del campione/miscela acida interamente in Teflon TFM e un sistema di rilascio controllato di ultima generazione - EasyPrep - contenitore molto resistente e di facile utilizzo. LAB & Ambiente DOSSIER Soluzioni analitiche per campioni di acqua e terreni SRA presenta nuove soluzioni strumentali per la determinazione dei Cianuri Liberi e Totali, di Composti Organici Volatili e di TOC Sistema OI FS3100 CN Attualmente, i metodi approvati per la determinazione dei cianuri totali, utilizzano la tecnica della distillazione del campione. Le condizioni analitiche estremamente critiche (per il tipo di campioni e reagenti, possono produrre reazioni che generano cianuri, alterando la quantificazione dell’analita. I metodi USEPA OIA-1677 e ASTM 7511-09 non utilizzano la distillazione e offrono rilevanti vantaggi. Il sistema FS3100 CN (figura 1) della OI Analytical, commercializzato da SRA, consente l’automazione di tutti gli step del metodo e l’esecuzione di una serie di 30 campioni. Un’aliquota del campione viene iniettato in uno stream attraversato da una carrier solution acida ed esposta a radiazione UV, che contribuisce alla rottura dei legami dei metallo cianuri complessi. Le condizioni acide del sistema generano HCN in fase gas, che passando attraverso una membrana a diffusione idrofobica (GD) e in una soluzione alcalina, genera ioni (CN-). La quantità di ioni cianuro è misurata amperometricamente da un’elettrodo (Ag/Ag e Platino). La corrente in picoampere prodotta è direttamente proporzionale alla quantità di cianuro presente nel campione iniziale. Per quanto concerne la determinazione dei cianuri liberi secondo il Metodo USEPA OIA1677, non si rendono necessarie modifiche hardware allo strumento o cambio di reagenti, semplicemente, si spegne il digestore UV. La tecnica Gas Diffusion combinata alla rilevazione amperometrica riduce il consumo di reagenti, i tempi di analisi e i costi, azzera le interferenze e garantisce ottima sensibilità, riproducibilità e accuratezza. I metodi più diffusi sulla piattaforma di lavoro FS3100 CN sono: 98 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO ASTM 7237 – Cianuri Liberi con tecnica Gas Diffusion e Detector Amperometrico (OIA 1677); ASTM D7511 - Cianuri Totali con tecnica Gas Diffusion, Detector Amperometrico e Digestore UV In-line;. A questi metodi va aggiunto il metodo: SM 4500 per l’estrazione dei cianuri nei campioni solidi. Determinazione di Composti Organici Volatili I metodi sviluppati dalla US EPA per il dosaggio di COV in acque e/o terreni basati sulla tecnica preparativa Purge & Trap (in abbinamento a determinazione con GC-MS) sono considerati lo standard operativo. La legislazione italiana prevede, per alcuni analiti, limiti di accettabilita su matrici acquose dell’ordine dei ppt (D.Lgs 152/2006 e D.Lgs 31/2001). Il raggiungimento di tali limiti non puo prescindere da uno step di preconcentrazione e dall’uso di un rivelatore ad elevata sensibilita . aL soluzione strumentale SRA che si compone del: campionatore OI Analytical Water 4551 o Water & Soil 4552; Purge & Trap Eclipse 4660 della OI Analytical; GC 7890N/MSD 5975 della Agilent P&T Eclipse 4660 by OL Technologies; consente la determinazione di COV a livello di ultratracce in matrici acquose e in campioni di terreno (EPA Method 5035), utilizzando la tecnica Purge & Trap a sistema chiuso con agitazione e riscaldamento del campione. In una recente applicazione, OI Analytical ha dimostrato una corrispondenza fra i dati ottenibili da campioni di terreno e da campioni acquosi in termini di fattori di risposta, RSD%, linearita e limiti di rilevabilita. Le performace possono essere ulteriormente migliorate utilizzando l’iniettore criofocalizzato Gerstel CIS4, in modalità Solvent Vent, in cui gli analiti sono focalizzati durante la fase di Desorb del P&T, consentendo una resa quantitativa uguale a quella della operativita in Split less, tecnica non utilizzabile per i grossi volumi di gas da trasferire al GC. Si ottengono così ottime linearita nell’intervallo 0,01-2 ppb per composti mediobollenti, benzene e superiori. Per composti a maggiore volatilita è possibile ottenere la stessa sensibilità e ripetibilità, utilizzando precolonne/liner riempite con apposito materiale adsorbente. A titolo di esempio in figura 2 riportiamo una porzione di cromatogramma relativa all'eluizione del C2H3Cl ( 0,5µg/L) con il calcolo del rapporto S/N sul tracciato TIC e il calcolo del rapporto S/N sulla traccia m/z 62; la curva di calibrazione evidenzia la possibilita di scendere ad un decimo del limite di legge già in modalita Full Scan. Con la configurazione PT EXPRESSTM Automated Dual Purge & Trap Interface (figura 3) Campionatore AURORA TOC a 88 posizioni è possibile raddoppiare la produttività del laboratorio, garantendo l’accuratezza della sequenza, la conformità ai metodi e la semplicità di programmazione e utilizzo. Determinazione del Carbonio Organico Totale Il carbonio organico puo ssere e presente nelle acque sotto forma di specie inorganiche e di composti organici differenziati tra fase sospesa e disciolta. L’analizzatore AURORA TOC Wet Oxidation di OI Analytical preleva e trasferisce, tramite una siringa a loop, un’aliquota di campione in un vessel, addiziona acido, per la conversione di carbonati e bicarbionati in CO2. Per mezzo di un purge, mantenuto costante dall’Electronic Flow Control, la CO2 arriva al rivelatore NDIR per la misurazione. Al campione così trattato viene aggiunto sodio persolfato per convertire la frazione organica del campione in CO2 che viene trasferita al rivelatore. Un sistema di conversione analogica digitale fornisce la concentrazione di TOC presente nel campione. L’analizzatore e completamente gestibile dal software dedicato Atoc che offre la possibilita di post elaborazione dei data file e la gestione dei report nei formati piu diffusi quali pdf, htlm, xls etc. L’AURORA TOC con campionatore a 88 posizioni e un sistema semplice, preciso ed accurato per la determinazione del Carbonio Organico in campioni liquidi. La combinazione della tecnica NDIR con la sensibilita del detector NDIR permette di rilevare bassi livelli di carbonio organico (range di lavoro tra i 2 ppb e i 30.000 ppm). Controlliamo le acque più difficili Da sinistra: P&T Eclipse 4660, Aurora 1030 TOC Analyzer, 9210 On-line TOC Analyzer, DA 3500 Discrete Analyzer ANALISI DI VOC E TOC IN ACQUE E TERRENI/SOLIDI ANALISI ON-LINE DI VOC E TOC IN ACQUA ANALISI AUTOMATICA DI ANIONI CON DISCRETE ANALYZER E TECNICHE SFA/FIA SRA Instruments S.p.A. - Viale Assunta, 101 - 20063 Cernusco sul Naviglio (MI) - Tel. +39 02.92.14.32.58 - Fax +39 02.92.47.09.01 www.srainstruments.com - [email protected] LAB & Ambiente DOSSIER Mineralizzatore a microonde Per l’analisi di metalli in ICP ed assorbimento atomico l’impiego dei mineralizzatori a microonde Speedwave four permettono il controllo diretto della temperatura su ogni contenitore senza l’utilizzo di sonde ed il controllo opzionale su ogni contenitore della pressione I mineralizzatori a microonde Berghof, commercializzati da Büchi Italia, si distinguono nel panorama attuale della strumentazione per la preparazione del campione per l’analisi dei metalli con ICP ed asssorbimento atomico per alcune soluzioni tecnologiche originali, i cui obiettivi sono la semplificazione della manualità, il miglioramento del controllo dei parametri della digestione e la riduzione dei costi di analisi.Il modello speedwave four rinnova queste caratteristiche, riproponendo in particolare il controllo diretto della temperatura su ogni contenitore, senza l’utilizzo di sonde cablate ed il controllo opzionale della pressione su ogni contenitore individualmente, anche in questo caso senza utilizzare sonde cablate da inserire in contenitori di riferimento. Controllo della temperatura Il riscaldamento estremamente rapido dei campioni indotto dalle microonde e le reazioni esotermiche spontanee, che occasionalmente possono verificarsi, rendono essenziale l’adozione di un sistema di misurazione della temperatura che possa reagire con adeguata velocità, garantendo un sicuro ed efficace controllo delle reazioni e della potenza applicata. Il sensore di temperatura deve essere, inoltre, resistente ai reagenti, in particolare agli acidi minerali, non deve rendere inutilmente complesso o pericoloso l’utilizzo dei contenitori o generare costi supplementari di gestione e manutenzione. Alla luce di queste esigenze i sensori di temperatura comunemente utilizzati in un contenitore di riferimento sono evidentemente troppo costosi, troppo difficili da utilizzare e troppo frequentemente soggetti a rotture. Le sonde di temperature devono essere rivestite o schermate con materiali resistenti agli acidi, spesso fluoropolimeri che, essendo anche buoni isolan- Dettagli di funzionamento dello strumento 100 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO ti, aumentano il tempo di risposta dei sensori. Questo è particolarmente evidente nei sistemi che utilizzano termometri IR a banda larga, sempre in combinazione con una sonda di temperatura nel contenitore di riferimento: in questo modo è possibile rilevare, con il ritardo dovuto all’isolamento, soltanto la temperatura superficiale esterna dei contenitori, non la temperatura dei campioni. Con il sistema brevettato di controllo diretto della temperatura speedwave® DIRC è, invece, possibile rilevare la radiazione IR in una specifica regione ristretta dello spettro IR, nella quale i materiali dei contenitori non hanno influenza. In questo modo si rileva esclusivamente la radiazione emessa dal campione all’interno del contenitore. L’accuratezza del sistema è ulteriormente migliorata, escludendo con un filtro specifico la radiazione emessa dalla superficie dei contenitori di mineralizzazione. Il risultato è un sistema di controllo diretto della temperatura di ciascun campione in tempo reale. Controllo della pressione Per un ottimale controllo delle reazioni e della potenza impiegata nelle mineralizzazioni a microonde, in cui la temperatura cresce rapidamente, la possibilità di monitorare non solo la temperatura dei campioni, ma anche la pressione dei contenitori è sicuramente un vantaggio. Questo controllo garantisce l’adozioni delle più adeguate contromisure in caso di reazioni spontanee, prevenendo l’intervento dei dischi di rottura e la perdita del campione. L’ambiente in cui deve ope- rare il sensore di pressione, cioè un campo sottoposto alle microonde, ne definisce alcune importanti caratteristiche, analoghe a quelle dei sensori di temperatura: deve essere resistente ai reagenti chimici, di semplice utilizzo e dovrebbe richiedere poca manutenzione. Inoltre, non deve essere influenzato dalle microonde, mentre i sensori schermati più comunemente utilizzati possono subire interferenze. Per rispondere a queste esigenze Berghof ha sviluppato un sistema di controllo della pressione senza contatto. Il sensore si compone di un anello di vetro, inserito nel coperchio del contenitore, attraversato da un fascio di luce polarizzata. La lunghezza d’onda della luce che attraversa l’anello di vetro e raggiunge il detector varia in funzione della pressione esercitata dall’interno del contenitore sull’anello stesso, modificandone le proprietà ottiche. Il sensore di pressione non deve essere rimontato ad ogni mineralizzazione, pertanto richiederà la stessa semplice manualità di un normale coperchio. All’inizio di ogni mineralizzazione il sistema è riallineato automaticamente e non necessita di calibrazione esterna. Oltre a ripresentare queste caratteristiche uniche e l’originale design con apertura dall’alto, le principali novità introdotte sullo speedwave four sono una unità di controllo separata per una migliore protezione dalla corrosione ed una maggiore flessibilità, il display da 5.7" touchscreen e le connessioni USB ed Ethernet-port per l’esportazione dei dati su USB memory stick o il collegamento ad un PC esterno. Sistemi di purificazione automatica Completamente automatici, non richiedono l'intervento dell'operatore e possono essere utilizzati anche per protocolli di estrazione complessi le a Middleton, nel Wisconsin (USA), propone in tutto il mondo attraverso la sua rete commerciale e tecnica soluzioni per cromatografia liquida, Gilson propone una gamma di prodotti che risolve molte esigenze di laboratorio: pipette e puntali, cromatografia liquida, consumabili, accessori. Nell'ampia offerta si annovera anche il sistema di purificazione automatica GX-271 Aspec, una stazione robotica completamente automatizzata in grado di eseguire in piena autonomia e senza interventi dell'operatore qualsiasi protocollo SPE. GX 271 Aspec sfrutta la pressione positiva, ottenuta grazie all'impiego di una pompa a siringa, per consentire il passaggio dei campioni e dei solventi attraverso le colonnine SPE. In questo modo si ottengono flussi sempre riproducibili e costanti e si evitano tutti gli inconvenienti legati al vuoto, come canalizzazioni preferenziali e anomalie nel passaggio degli eluenti. Un'altra caratteristica che distingue il sistema della Gilson è la tecnologia del rack mobile. Le colonnine SPE vengono alloggiate nel rack e questo viene spostato automaticamente durante le fasi dell'estrazione dalla posizione di scarico a quella di raccolta, consentendo l'automazione di tutti i passaggi SPE e differenziando le frazioni di scarto da quelle da recuperare. E' possibile eseguire protocolli di estrazione complessi quali multiraccolta, SPE multidimensionale e raccolta frazionata. Il GX-274 Aspec ha una capacità di elaborazione fino a quattro campioni contemporaneamente, in questo modo è possibile aumentare il throughput e l'efficienza della cartuccia. GX-274 si avvale di due pompe 406 a siringa doppia per il trasferimento di liquidi, processare più campioni e monitorare i singoli percorsi di flusso con il rilevamento della pressione. Il nastro trasportatore permette il posizionamento di due serbatoi addizionali. Gilson, multinazionale statunitense con sede centra- estrazione in fase solida, gestione di liquidi. A partire dall'ormai leggendaria Pipetman, Gilson è diventata un punto di riferimento per i sistemi di purificazione dei laboratori. In Italia, la Gilson ha sede a Cinisello e assicura con i propri specialisti l'assistenza e il supporto tecnico necessario. LAB & Ambiente DOSSIER Preparazione di campioni solidi Mulini planetari, mulini a dischi e a coltelli, macinatori e setacciattori Retsch vengono utilizzati per la separazione e frantumazione di suoli e rifiuti, permettendo la velocizzazione della preparazione dei campioni senza contribuire alla contaminazione da metalli altri scopi, ad esempio la combustione – CDR (combustibile da rifiuto). Numerosissimi sono gli enti pubblici o privati che si dedicano all’analisi ambientale. Retsch, sempre al servizio dei laboratori di analisi, presenta importanti soluzioni per la preparazione di campioni solidi all’analisi chimico-fisica. Soprattutto in questo settore è fondamentale che un campione solido venga adeguatamente preparato, omogeneizzato e ripartito in modo efficace, al fine di garantire dati analitici assolutamente riproducibili, ottimizzando il lavoro del laboratorio. Nuovo mulino a taglienti SM300 Retsch, in quasi un secolo di attività, ha concentrato il proprio core business nella realizzazione di strumenti finalizzati alla preparazione del campione all’analisi. Retsch Italia è frutto di una joint venture tra la casa madre tedesca e FKV, l’affermata società italiana attiva nella distribuzione di strumentazione per il laboratorio. L’impegno nella ricerca di nuove sfide applicative e realizzazioni di soluzioni performanti è percepibile dal costante rinnovamento della gamma dei prodotti: ben cinque sono le novità presentate nel biennio 2009/2010. Il settore ambientale è sempre stato “osservato” da Retsch con un occhio di riguardo. Per la stessa Retsch Italia, rappresenta più o meno il 60 % del volume di affari annuo. La salvaguardia delle risorse ambientali è giustamente, ormai da decenni, una delle priorità dei paesi sviluppati. Di riflesso, la caratterizzazione dei parametri che indicano lo stato dell’ambiente dal punto di vista chimico- fisico, rappresenta una sfida assolutamente attuale. L’inquinamento determina importanti variazioni dei suddetti parametri nel suolo, nell’aria e nelle acque. I rifiuti stessi, essendo composti che dovranno essere smaltiti attraverso l’ambiente, sono soggetti a continui controlli prima del conferimento in discarica, prima di essere distrutti attraverso l’incenerimento, o prima di essere riciclati e riutilizzati per 102 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO ANALISI DEL SUOLO Il controllo del suolo è fondamentale per valutarne lo stato di salute, sia esso naturale, soggetto quindi a possibili coltivazioni, oppure soggetto ad edificabilità. I componenti nocivi presenti nel suolo sono regolamentati a livello europeo dalla direttiva 2004/107/CE, recepita in Italia con il Dlgs 152/2006. Per la maggior parte di campioni di terreno è sufficiente separare e scartare la frazione grossolana con diametro > 2 mm, ed analizzare quindi la restante frazione fine. A tale scopo vengono spesso utilizzati i setaccia tori Retsch della linea AS 200, con i quali è possibile setacciare contemporaneamente a 2 mm, fino ad 8 campioni. Dubbi fondati circa un aumento della concentrazione di sostanze nocive nella frazione con granulometria superiore ai 2 mm richiedono tuttavia idonee analisi, eseguibili soltanto dopo macinazione pre- Mulino planetario PM200 liminare e omogeneizzazione del campione in questione. Dopo una prefrantumazione degli aggregati di dimensioni maggiori, attraverso i frantoi Retsch della linea BB, due sono le soluzioni che presentate da Retsch: - i mulini planetari della serie PM, disponibili con una, due, oppure quattro stazioni di macinazione. Tali sistemi consentono la polverizzazione di campioni di suolo in pochi minuti, oppure possono essere utilizzati come disgregatori, in grado, cioè, di separare lo “scheletro” da un terreno senza frantumare eventuali aggregati che devono essere analizzati e non scartati. In entrambi i casi è garantita l’assoluta assenza di contaminazioni, grazie all’utilizzo di accessori di macinazione in Agata o in Ossido di Zirconio. -Il mulino a dischi vibranti RS 200 ALcontrol Laboratoires, riferimento europeo per le analisi ambientali ha voluto rendere pubblica la propria esperienza con il mulino a dischi Retsch RS 200. Analizza fino a 600 campioni di terreno al giorno e ha recentemente partecipato agli interventi di risanamento del suolo condotti a Londra nella zona destinata alla costruzione del villaggio olimpico per i giochi del 2012. ALcontrol voleva uno strumento che velocizzasse la preparazione dei campioni, assicurasse una macinazione al 100 % senza contaminazione (in particolare da nichel e cromo) e fosse allo stesso tempo facile da pulire, tre requisiti indispensabili per evitare inutili tempi di attesa alle apparecchiature e il rallentamento Mulino a dischi vibranti RS200 delle quotidiane procedure in laboratorio. Con il mulino a dischi vibranti RS 200 equipaggiato con giare di macinazione in acciaio senza metalli pesanti (non contenente né nichel né cromo). Ha commentato Darren Rose:«Per noi è essenziale evitare la contaminazione del campione durante la macinazione. Il ricorso a giare di macinazione in acciaio senza metalli pesanti è quindi ideale, non per ultimo perché ci ha permesso di ridurre al minimo gli interventi di pulizia necessari quando si preparano tipologie di campioni diverse». Dai 2 minuti richiesti dagli strumenti utilizzati in precedenza, con l’RS 200 operante a un regime di rotazione di 1200 giri / minuto la durata media della macinazione è passata a soli 8 secondi, permettendo così di soddisfare appieno gli elevati standard di ALcontrol. «Con gli strumenti che utilizzavamo prima, la macinazione di un campione richiedeva tempi relativamente lunghi. Il mulino RETSCH non ha solo velocizzato la macinazione, ma ne ha anche migliorato la qualità, fornendo dopo soli 8 secondi la finezza finale ottimale di 212 micron. In questo modo i campioni ottenuti rispondono ai requisiti di rappresentatività richiesti dal cliente.» ANALISI RIFIUTI Parlando di rifiuti (CDR, plastiche, gomme, rifiuti elettronici, latta,etc) lo strumento Retsch più utilizzato è stato fino ad ora il mulino a coltelli SM 2000. La novità presentata nel 2010 è il mulino SM 300, che combina la già efficace efficienza di macinazione dell’SM 2000, ad altre caratteristiche innovative. Può essere perfettamente adattato a differenti obbiettivi di macinazione grazie alla possibilità di impostare la velocità di rotazione da 700 a 3,000 rpm ed all’ elevata coppia di cui dispone il motore. Un altro vantaggio dell’ SM 300 è la facilità di accesso alla camera di macinazione per la pulizia: la tramoggia può essere facilmente ribaltata su un lato e il rotore può essere rimosso senza l’utilizzo di attrezzi, semplicemente con un click, richiedendo quindi solo pochi secondi. E’ inoltre posto su di un modulo carrellato ed è collegabile alla corrente 220V. STRUMENTAZIONE DI QUALITÀ PER IL CONTROLLO DELLA QUALITÀ Frantoio a mascelle BB 200 Riduzione preliminare di materiali duri, friabili, resistenti www.retsch.it/bb200 PREPARAZIONE DEL CAMPIONE PER L’ANALISI AMBIENTALE con i mulini da laboratorio di alta qualità Retsch. Mulino ultracentrifugo ZM 200 Macinazione ad elevate portata di materiali soffici, medio duri www.retsch.it/zm200 All’interno della gamma di mulini e setacciatori RETSCH c’è uno specialista per ogni applicazione. La caratteristica comune è la realizzazione di un campione perfettamente omogeneo, inalterato e privo di contaminazioni, in modo tale che la successiva analisi sia sempre veritiera e significativa. Se si richiedono soluzioni professionali combinate ad elevate performance, facilità di utilizzo, assoluta sicurezza e durabilità nel tempo, allora la strumentazione RETSCH è l’unica scelta! MULINO A TAGLIENTI SM 300 eciale Richiedi la sp cio! n offerta di la Performante frantumazione di miscele di materiali eterogenei Mulino a dischi vibranti RS 200 Macinazione estremamente rapida e riproducibile per analisi spettroscopiche www.retsch.it/rs200 Q Perfetta adattabilità all’applicazione richiesta grazie alla velocità variabile Q Totale accessibilità alla camera di macinazione per una rapida e semplice pulizia www.retsch.it/sm300 MULINO PLANETARIO PM 100 CryoMill Macinazione criogenica di campioni contenti composti volatili www.retsch.it/cryomill Setacciatori analitici Il più ampio range di di equipaggiamento per setacciatura per analisi granulometrica di materiali tra I 10 µm to 125 mm. www.retsch.it/as Macinazione veloce e riproducibile nel range sub micronico Q Motore ad alta velocità per macinazioni in tempi brevi Q Ampia gamma di accessori, anche per la macinazione priva da contaminazione da metalli pesanti www.retsch.it/pm100 Retsch Italia srl Largo delle Industrie, 10 · 24020 Torre Boldone (BG) Telefono: +39 035 36 90 369 · Fax: +39 035 36 90 399 E-Mail: [email protected] · Internet: www.retsch.it www.retsch.it/superheroes LAB & Ambiente DOSSIER Preparazione del campione e misura del Black Carbon Le esigenze analitiche di un laboratorio ambientale prevedono l’utilizzo di una serie di strumenti con cui poter determinare tutti i parametri che le varie normative richiedono. I laboratori che analizzano suoli, ma spesso anche rifiuti, nella quasi totalità dei casi devono prevedere un’adeguata preparazione del campione da analizzare Analizzatore LiquiTOC – ELEMENTAR Emme 3, azienda che da più di 20 anni si occupa di fornitura e assistenza di strumentazione da laboratorio, è particolarmente impegnata nel settore ambientale. Una buona analisi chimica non può prescindere da un’attenta fase preparativa, che, oltre la riduzione di dimensione del campione, deve considerare anche un corretto campionamento “in campo” e una successiva divisione (detta anche quartatura) per individuare sotto-aliquote rappresentative dell’intero. Per campioni di suoli spesso è molto importante dividere correttamente il cosiddetto “scheletro” dal passante con un setaccio a maglia da 2 mm. Per altre tipologie di campioni, come i rifiuti, non solo è importante eseguire una corretta selezione di un campione pluri-composto, ma anche portare il prodotto a una dimensione analitica corretta, rispettando caratteristiche quali termo sensibilità o possibile presenza di sostanze volatili. FRITSCH, produttore leader di strumenti per la preparazione del campione, ha sviluppato negli anni le famose linee PULVERISETTE e LABORETTE, strumenti dedicati alla macinazione e alla divisione di campioni per una migliore fase analitica. Disagglomeratori per terreni hanno reso possibile automatizzare il processo di separazione di un suolo essiccato potendo conservare sia il passante (frazione <2mm) che il cosiddetto “scheletro” (frazione >2mm). Ottenuta, quindi, una prima aliquota rappresentativa di suolo, è poi necessario dividere il campione in sotto-frazioni con un quartatore automatico e, infine, con un mulino a sfere planeta- 104 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO rio portare l’aliquota di suolo alla corretta dimensione analitica (esempio <100 microns). Per quanto riguarda i rifiuti, una volta selezionato il campione, per non trascurare alcuna matrice, è necessario con un mulino a coltelli eseguire un primo passaggio (esempio macinazione <4mm) per omogeneizzare e rendere divisibile in sotto frazioni rappresentative il campione di partenza. Ottenute le sotto frazioni con un quartatore automatico, è possibile infine ridurre a dimensione analitica il campione con un mulino a sfere o con un mulino a rotore (<100 microns). La riproducibilità e l’affidabilità del dato finale in fase analitica è direttamente correlata a come viene preparato il campione. Conseguita la corretta omogeneità e dimensione del campione, spesso vengono richiesti valori caratteristici intrinseci del campione. Nel settore ambientale, infatti, determinare la sola concentrazione di Carbonio potrebbe essere insufficiente, poiché molto spesso informazioni più dettagliate sono date dalle varie spe- Quartatore automatico - FRITSCH cie di Carbonio: TIC (Total Inorganic Carbon), TOC ed EC (Elemental Carbon). Mentre il TIC e il TOC sono ormai parametri consolidati, l’EC (chiamato anche Black Carbon) è ancora sotto investigazione da parte della comunità internazionale. Esso è il sottoprodotto dell’incompleta combustione di una sostanza organica e si presenta sotto forma di pulviscolo nero, grafite o carbone. Dagli anni ‘60 in poi il profondo cambiamento nelle pratiche agrarie ha consentito l’incremento delle produzioni agricole, ma ha messo a dura prova gli ecosistemi agrari, contribuendo alla degradazione del suolo, all’esaurimento e all’inquinamento dell’acqua, alla perdita di biodiversità e alla riduzione delle scorte di sostanza organica del terreno. La quantità di Carbonio contenuta nei suoli agricoli è oggi molto inferiore rispetto al passato. I sistemi agricoli si sono trasformati da assorbitori in emettitori di Carbonio. Questo è avvenuto principalmente per il ricorso a coltivazioni che determinano perdite di materiale organico del suolo e all'uso di tecniche agronomiche che incrementano la mineralizzazione del terreno e quindi il rilascio di CO2 in atmosfera. Fino al 30% del Carbonio contenuto nel terreno è costituito da EC. E’ stato mostrato che terreni più poveri di EC sono significativamente meno fertili di quelli con una concentrazione più elevata. Secondo alcuni studi la frazione carboniosa deve la sua stabilità chimica e microbiologica alla sua complessa struttura policiclica Disagglomeratore per terreni - FRITSCH aromatica ed è in grado di persistere nell'ambiente per secoli. Durante questo periodo, la sua struttura aromatica viene lentamente ossidata producendo gruppi carbossilici; ciò aumenta la capacità delle particelle carboniose di trattenere i nutrienti. Per la determinazione di EC possono essere usati due metodi: la Pirolizzazione o il metodo a gradienti di temperatura. Ambedue presentano criticità che possono essere superate combinando i due metodi. Elementar, leader nella produzione di Analizzatori Elementari, ha realizzato un sistema in grado appunto di coniugare questi due metodi. Grazie al design brevettato della fornace del LiquiTOC, divisa in due zone, è possibile analizzare automaticamente campioni sia secondo il metodo di pirolizzazione sia secondo quello dei gradienti di temperatura in maniera sequenziale. In una prima fase, il campione viene sottoposto ad una temperatura di 550°C per rimuovere il Carbonio organico legato. L’Azoto, usato in questa fase come gas di trasporto, spinge il Carbonio organico attraverso materiali catalizzatori, collocato nella seconda zona della fornace e tenuto ad una temperatura costante di circa 950°C. A tale temperatura i catalizzatori rilasciano una quantità di Ossigeno in grado di assicurare la conversione del Carbonio organico a CO2. Una volta che rilevato il picco del Carbonio Organico, la prima zona della fornace (dove nel frattempo è rimasto l’EC) viene portata ad una temperatura di 900°C e viene rilevato il Carbonio Inorganico. Infine lo strumento sostituisce automaticamente il gas di trasporto da Azoto a Ossigeno. In queste condizioni l’EC rimasto viene ossidato a CO2. Si ottengono così tre picchi ben separati: uno per il Carbonio Organico, uno per quello Inorganico e uno per l’EC. Con questo strumento, Elementar pone quindi in grado di ottenere informazioni sulle diverse specie di Carbonio necessarie nel settore ambientale, con un metodo che permette l’analisi di campioni sia solidi che liquidi. un’azienda da tripla A Mulino Planetario A limentare Calorimetro A mbientale Analizzatore Elementare A nalisi Chimiche w w w. l a b t e a m . c o m e-mail: [email protected] Azienda con Sistema Qualità Certificato in Conformità alla Normativa UNI EN ISO 9001:2000 EMME 3 s.r.l. Galleria Gandhi 2 20017 Mazzo di Rho - ( Mi ) Tel: 02 93466541 Fax: 02 93466520 LAB & Ambiente DOSSIER Determinazione di diossine e furani in sedimenti marini Sono stati analizzati da ARPA Lazio in collaborazione con Agilent i sedimenti marini della costa laziale per contenuto in diossine e furani mediante tecnica GC/MS a Triplo Quadrupolo GC/MS Triplo Quadruplo Agilent Serie 7000 Le diossine e i furani (PCDDs e PCDFs) inquinano l’ambiente principalmente o esclusivamente a seguito delle attività umane. Questi prodotti chimici sono soggetti a bioaccumulo, sono considerati fortemente tossici e sono in grado di produrre una vasta gamma di effetti negativi per la salute sulla fauna marina e sull'uomo. Si generano come sottoprodotti indesiderati nella produzione chimica e nei processi di incenerimento ed entrano nel sistema idrico ambientale tramite le precipitazioni atmosferiche e tramite scarichi diretti e indiretti nei fiumi. Data la loro natura idrofobica, le diossine e furani si accumulano nei sedimenti superficiali. Lo scopo dello studio effettuato è di illlustrare i risultati ottenuti nell’analisi di PCDDs e PCDFs in sedimenti marini prelevati a 3 Km di distanza dalla costa laziale. I sedimenti sono stati campionati in 6 punti e a 2 profondità differenti (05cm e 15-20 cm). Metodo di analisi Per l’analisi in massa, a risoluzione unitaria, è stato utilizzato il sistema GCMS Agilent 7000 a Triplo Qua- 106 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO drupolo con una colonna Ultra Inert da 60 metri di tipo HP-5 (Fig. 1). Le condizioni strumentali adottate sono le seguenti: colonna Agilent DB5-MS Ultra inert (60 m X 250 µm X 0,25 µm); iniettore PTV Pulsed Splitless mode; MSD transfer line a 320°C flusso colonna: 1,2 mL/min. Per la quantificazione analitica le sostanze native e marcate sono state acquisite mediante transizioni MRM Target e Qualificatrici: la caratteristica perdita di COCl viene osservata come prodotto principale e gli ioni qualificatori secondo lo schema M/M+2 e M+2/M+4 per parent ion M+2 (per le Tetra, Penta ed Hexa) e M+4 (per le Epta e Octa). Il metodo quantitativo è basato sulla diluizione isotopica (standad interni 13C12 ) con l’acquisizione MRM a bassa risoluzione per una maggiore sensibilità. Per la preparazione del campione, è stato utilizzato un sistema automatico estrazione Soxhlet, caricando il campione di sedimento arricchito con un miscela di diossine/furani marcati (10g di campione tenuto a 40ºC per 48 ore vengono posti in un ditale per Soxhlet e aggiunti della miscela diossi- ne/furani marcata; il campione è sottoposto al processo di estrazione con 50 ml di una miscela esano:acetone 4:1 v/v). L’estratto portato a circa 1 mL viene purificato come segue: - colonna multistrato diametro (dal basso verso l’alto): 0,5 cm solfato sodio anidro, 0,5 cm silice, 1,5 cm miscela sodio bicarbonato/solfato sodio anidro 9:1, 8 cm celite 545 impregnata con acodo solforico concentrato, 1,5 cm solfato sodio anidro. L’estratto posto in testa alla colonna viene eluito con 70 mL di esano. - Colonna allumina basica: l’eluato concentrato ad 1 mL in Rotavapor viene posto in testa alla colonna che viene successivamente eluita con 10 mL di esano che vengono scartati. Si esegue una nuova eluizione con 40 mL di esano al 2% in diclorometano che vengono scartati. L’ultima eluizione viene fatta con 40 mL di una miscela esano:diclorometano 1:1 v/v raccogliendo l’eluato che viene concentrato in rotavapor e portato a secchezza sotto flusso di azoto. Quindi si riprende con 100 µL di isottano contenente gli standard di siringa. 4µL di campione vengono poi iniettati nella strumentazione GC-MS-MS. Risultati Al fine di calibrare il metodo quantitativo, è stato preparato ed iniettato un set di 5 livelli di taratura. Il mix di taratura più basso, pari a 0,026 pg/µL per la 2,3,7,8-TCDD, è stato utilizzato per valutare la LOD e LOQ utilizzando rispettivamente 9:1 e 3:1 come rapporto S/N (noise peak-to-peak).Tutti i risultati in Tossicità Equivalente (TEQ) sono stati calcolati facendo riferimento al calcolo Upper Bound e sono riportati in ng/Kg. Tutti i composti analizzati sono stati cromatograficamente risolti con una corsa di 40 min, mantenendo stabilità a lungo termine dei tempi di ritenzione e le curve di calibrazione mostrano una buona linearità (Fig. 2 e 3). La preparazione del campione, l'identificazione dei composti, la selettivita in MRM del triplo quadrupolo e l'analisi quantitativa sono stati correttamente valutati utilizzando il materiale di riferimento certificato WMS-01 fornito da Wllinghton Lab. Il recupero per i composti marcati è risultato essere sempre superiore al 70%, di solito tra 70%85% La 2,3,7,8-TCDD è identificata in base al RT e al rapporto delle due transizioni MRM in modalità a bassa risoluzione; il furano 2,3,7,8-TCDF mostra un segnale per le stesse transizioni MRM, ma a differente RT e con differenti rapporti relativi (Fig. 4). In tutti i campioni di sedimento, gli analiti a più alto fattore di tossicità TEQ (es. 2,3,7,8-TCDD) sono sempre al di sotto LOQ e il valore totale espresso in TEQ è stato stimato, utilizzando il calcolo della Upper Bound. La distribuzione dei PCDD/PCDF all'interno dei campioni mostra valori in accordo con altre pubblicazioni scientifiche, dove è stato utilizzato un sistema ad alta risoluzione HRMS. Le quantità stimate sono vicino al LOD del metodo analitico e il fingerprint atteso per i sedimenti marini campionati in prossimità di zone urbane e industriali è confermato. Il campione più significativo in termini di tossicità equivalente TEQ è mostrato in Fig. 5. Conclusioni I risultati, riportati come TEQ (tossicità equivalente), rivelano quantità nel range 0,4 - 1,5 ng/Kg. Questi valori di contaminazione da PCDD/PCDF sono analoghi ai valori riportati in altri lavori scientifici e sono in linea con i limiti suggeriti dall’ Environmental Canada, dove 0,85 ng/Kg TEQ viene utilizzato come valore di riferimento nelle linee guida per i sedimenti marini. I valori trovati a profondità di campionamento 15-20 cm di solito sono leggermente superiori a quelli a 0-5cm di profondità e la 2,3,7,8-TCDD è sempre al di sotto del limite di quantificazione (0,3 ng/Kg). L’Agilent GC/MS/MS permette facilmente di individuare livelli di 0,1 ng/Kg per la TCDD, utilizzando solo 10 grammi di campione. In questo studio il livelli di contaminazione rilevati per PCDD e PCDF possono essere considerati valori di fondo per zone non contaminate, data la distanza dalla costa dove i sedimenti sono stati campionati. acqua aria suolo Passione per l’ambiente Soluzioni ergonomiche, qualità e precisione nelle operazioni di test in laboratorio. Ecco la miglior filosofia con cui opera l’azienda, sempre in stretta collaborazione con gli utilizzatori finali degli strumenti proposti Campionatore di profondità Giuliani Tecnologie è una azienda molto dinamica, giovane ma comunque con la consapevolezza di un background forte e consolidato. L’età media di chi vi lavora è inferiore ai 40 anni, qualsiasi sia il ruolo svolto in azienda, questo proprio per ricercare e assicurare sempre nuovi stimoli e soprattutto ricerche tecnologicamente sempre più avanzate e aggiornate. La filosofia di Giuliani Tecnologie, infatti, è da sempre quella di produrre apparecchi scientifici capaci di trasmettere i contenuti di eccellenza in termini di tecnologie e di qualità artigianale. Giuliani è un Atelier, sito in Torino, in cui si progettano, producono e commercializzano, strumenti di alta precisione. A tale scopo, in azienda sono stati predisposti procedimenti per la raccolta e l’analisi di dati rilevanti utili a valutare l’adeguatezza e l’efficacia e a individuare le possibilità del sistema di gestione per la qualità. Questo è reso possibile grazie alla passione autentica con la quale ogni ingegnere, tecnico e addetto specializzato progetta, testa e collauda ogni apparecchiatura prodotta. Una particolare scelta dei prodotti e dei materiali, nonchè del loro utilizzo, garantisce inoltre il massimo rispetto per l'ambiente. Le attuali esigenze del laboratorio sono un target su cui Giuliani concentra e focalizza determinati input che possano generare soluzioni dedicate, sia per quanto riguarda gli strumenti, che l'ambiente in cui si opera. Soluzioni ergonomiche, impatto visivo che definisca qualita' e precisione nelle operazioni di test in laboratorio è la strada che il management dell’azienda sta percorrendo di concerto con coloro che utilizzano i suoi prodotti. Chi visita un laboratorio dove vengano impiegati gli strumenti Giuliani, non potrà non essere immediatamente affascinato dall'ambiente professionale e all’avanguardia che lo circonda. Per quanto riguarda l’Ambiente, l’azienda propone strumenti efficaci e moderni. I Setacci e gli Strumenti per la caratterizzazione delle polveri e materiali, ad esempio, vengono utilizzati in molteplici campi industriali e universitari per la ricerca e controllo del territorio. Le applicazioni spaziano dalla verifica dei sedimenti di fondali, fiumi, laghi, mari, terreni e rocce Sonda campionatrice liquidi a profondità fino al controllo su raccolte biologiche. E’ possibile, inoltre, citare l'utilizzo dei sistemi realizzati per valutazioni ambientali, come la raccolta di flora marina (plancton) e la verifica della presenza di microparticelle disperse nell'aria con capacità di separazione vicine al micron. L'utilizzo di Setacciatori dedicati permette di ottimizzare la separazioni tra le vari classi granulometriche. Il particolare sistema vibrante tridimensionale(sussultorio, ondulatorio e semirotatorio) e la frequenza elevata (3000Hz) ottimizza la separazione e preserva il campione da qualsiasi alterazione fisica. Per la separazione di campioni a basso peso specifico è stato sviluppato inoltre un nuovo Setacciatore rotativo che permette di sfruttare la superficie totale della rete facendo ruotare il campione su di essa. Questo particolare sistema si presta anche alla separazione di fibre vegetali, cereali, licheni, foglie, radici, microorganismi o altri campioni similari. Grande importanza ha anche il campionamento di acque o polveri ed è per questo motivo che la gamma di sistemi di campionamento si arricchisce ora anche di un sistema a batterie per campionamento liquidi ad alta profondità, resistente a pressioni elevate e strutturato per poter essere utilizzato senza alimentazione esterna, il Campionatore Giuliani HighDeph potrà essere portato in luoghi anche remoti garantendo un prelievo di campioni preciso ed altamente affidabile. Giuliani Tecnologie annovera nella propria gamma ‘ambientale’ anche altri strumenti quali il Separatore di Rifiuti, il Deferizzatore per la separazione dei metalli, Sonde Campionatrici, Mulini Colloidali per la micronizzazione di particelle di varie composizioni ed altri sitemi dedicati. La società aderisce alla certificazione Social Responsibility Program I prodotti firmati da Giuliani Tecnologie, vengono utilizzati in industrie che operano nel settore delle tecnologie avanzate dove, grazie all'esperienza maturata direttamente in stretta collaborazione con gli utilizzatori, trovano il massimo sviluppo. Lavorare a stretto contatto con i maggiori istituti universitari e con gli istituti di normalizzazione, infine, consente a Giuliani di assicurare apparecchiature allestite in perfetta conformità con le normative in vigore. LAB & Ambiente DOSSIER Preparazione del campione a microonde L’inquinamento causato alle attività umane attenta alla salute di diversi elementi: l’aria, l’acqua, il suolo ETHOS One Il crescente inquinamento ambientale ha reso prioritario identificare rapidamente le cause per intervenire in modo efficace, garantendo l’opportuna protezione ambientale. È per questo motivo che la fase di analisi e di screening ha assunto sempre più importanza e si sono sviluppate una serie di tecniche che riescono a fornire risultati accurati in tempi rapidissimi. In particolare, lo sviluppo tecnologico si è focalizzato sulla realizzazione di strumenti dedicati alla preparazione del campione essendo, essa, lo step più limitante di tutto il processo analitico. Sono stati sviluppati strumenti che, impiegando le microonde, permettono di migliorare la qualità analitica e l’efficienza dei processi di preparazione del campione all’analisi. I metodi convenzionali di preparazione del campione per via umida hanno molti svantaggi che includono l’uso di grossi volumi di reagenti, probabili contaminazioni del campione dall’ambiente di lavoro oltre gravi problemi di sicurezza dovuti alla esposizione degli analisti ai fumi dei vapori dei reagenti. L’azienda italiana Milestone ha allora sviluppato un moderno sistema a microonde ETHOS One. In esso sono raccolti tutti gli ultimi progressi nel campo delle microonde, combinando un altissimo livello di tecnologia con la massima semplicità d’uso. Ogni parte, hardware e software, è costruita raggiungendo i massimi standard di qualità. Tali unità sono equipaggiate con sensori di ultima generazione che permettono il controllo della pressione e della temperatura nei reattori. Questi strumenti presentano uno o due generatori di microonde in grado di produrre una potenza di 1.600 Watt. Questo permette il riscaldamento estremamente rapido dei reattori nei caroselli ad alta produttività. Particolare attenzione è stata riposta anche nella progettazione delle varie tipologie di reattori sia per la scelta dei materiali di costruzione sia per i sistemi di sicurezza che consentono il rilascio della pressione eccedente la massima di tenuta. In questo senso sono disponibili in commercio reattori con bicchieri in varie tipologie di Teflon oltre che bicchieri in vetro/quarzo. Questi reattori presentano sistemi di sicurezza in grado di rilasciare le sovrappressioni generate da reazioni particolarmente violente. Milestone utilizza da sempre il concetto di piattaforma a microonde per la preparazione del campione: questo approccio consente ai chimici di eseguire la preparazione del campione in un unico sistema, prima di procedere all’analisi. Questo riduce significativamente il tempo generale della preparazione del campione limitando il numero di strumenti convenzionali necessari allo svolgimento delle varie procedure come piastre riscaldanti, digestori, estrattori soxhlet, evaporatori ecc.. Milestone viene distribuita in italia da FKV. Analizzatore elementare Analytik Jena è una società tedesca nata nel 1990 per la strumentazione analitica da laboratorio che fonda le sue origini nella famosa Carl Zeiss di Jena Questa società oggi attiva e presente nel panorama internazionale con strumentazione ad altissimo contenuto tecnologico propone strumenti di vario genere da Assorbimenti Atomici ad analizzatori di Carbonio. L’EA 4000 è uno degli ultimi strumenti presentati dalla Analytik Jena per far fronte alle nuove esigenze normative in campo di Carbonio Organico. La normativa del 2005 richiede la determinazione del Carbonio Organico sia su eluato che direttamente sul rifiuto. Con l’EA 4000 è’ possibile determinare in completa automazione senza intervento dell’operatore il Carbonio Organico grazie al nuovo modulo automatico per la determinazione diretta del Carbonio Inorganico. Questo sistema consente, grazie ad uno speciale campionatore, di determinare su una unica navicella sia il Carbonio Inorganico sia il Carbonio Organi- 108 LAB settembre 2010 IL MONDO DEL LABORATORIO co; effettuando in un primo step l’acidificazione, con conseguente determinazione dell’IC, e successivamente l’introduzione della stessa navicella in fornace a 1300°C per la determinazione del TOC. La normativa inoltre richiede la determinazione del TOC Chimicamente Attivo, ulteriore frazione da discriminare. Questa ulteriore determinazione può essere effettuata sempre in automatico dallo stesso strumento grazie ad un modulo per la determinazione della frazione Elementare. Questa frazione sottratta al valore di TOC identifica il Carbonio Chimicamente Attivo. In questo caso verranno caricate all’interno del campionatore due navicelle, una per la determinazione diretta del TOC come descritto precedentemente e l’altra per la determinazione dell’EC. Questa determinazione avviene grazie ad un tubo di combu- Analizzatore elementare NDIR multi EA 4000 stione costituito da due zone differenti, la prima ad una temperatura di circa 1000°C in atmosfera di Argon che permette la pirolisi del campione, la seconda ad una temperatura di circa 1300°C in atmosfera di Ossigeno per la completa ossidazione del campione. Questo permette, con un unico strumento, di ottenere tutte le frazioni di interesse in completa automazione e garantendo in questo modo risultati ripetibili e accurati. FKV, società leader nella ricerca di soluzioni analitiche avanzate e performanti dal 1975, è distributore nazionale di Analytik Jena garantendo oltre alla qualità del prodotto supporto e professionalità. <C<KKIFE@:8<EFEJFCF Klkkfhl\ccfZ_\k`j\im\ ,,'%'''gif[fkk`[X *%,''dXiZ_`c\X[\i >XddX[`Zfdgfe\ek`[Xgif[lkkfi`c\X[\i ;`jgfe`Y`c`k~g\iZfej\^e\`e)+fi\ C\k\Zefcf^`\XccËXmXe^lXi[`X#[`jgfe`Y`c` `eXek\gi`dX E\jjled`e`dffi[`eXY`c\ HlXe[fk`j\im\ :fej\^eX`e)+fi\ J\im`q`fX]]`[XY`c\\^XiXek`kf nnn%]Xie\cc%Zfd&`k nnn % Xie\cc%Zfd&`k %] 8Gi\d`\i=Xie\cc:fdgXep nnn%\c\d\ek(+%Zfd nnn nnn% \c\d\e k(+%Zfd 8Gi\d`\i=Xie\cc:fdgXep 8Gi \d`\i=Xie\cc:fdg Xep Gif^\kkXZfe`d`^c`fi` Gi f^\ kkXZfe`d`^c`fi` XZfe`d`^c`fi`