1.2.2.2. Средства контроля вод и других жидких сред

В отличие от газоаналитической аппаратуры технические средства для контроля загрязненности вод и других жидкостей распространены несколько меньше. Об этом свидетельствует, хотя и косвенно, отсутствие целевых, посвященных только «водоанализаторам» (вообще такой термин встречается довольно редко) справочных руководств, обобщающих сведения в области автоматических приборов для анализа вод.

Единственное крупное издание, имеющее хотя бы раздел, посвященный этому направлению, - энциклопедия «Экометрия» [51]. В ней данные об аппаратуре для контроля параметров вод (как и в случае газоанализаторов) расположены в порядке возрастания регистрационных номеров в российском Госреестре СИ. Кроме того, помимо разбиения на группы «отечественные» и «импортные» приборы, в данной энциклопедии средства для контроля параметров вод подразделяются на: приборы для измерения концентрации загрязняющих веществ (3В), приборы для контроля физико-химических параметров и приборы для контроля обобщающих показателей («органический» или общий углерод, БПК, ХПК и др.).

Такая классификация вполне приемлема, хотя на наш взгляд более удобной является классификация, приведенная выше - как и в случае газоанализаторов («прагматическая»). Так, технические средства для контроля жидких сред, по нашему мнению, могут быть подразделены на автоматические и лабораторные анализаторы или сигнализаторы. Кроме того, по характеристикам жидкостей следует различать: анализаторы вод (с последующим более узким их делением) и других жидкостей, а также по изучаемым свойствам - анализаторы загрязненности и физико-химических свойств жидкостей.

В итоге может оказаться наиболее подходящей такая классификация:

• ПК вод питьевого назначения(питьевой воды),

• ПК вод хозяйственно-бытового(коммунального) назначения;

• ПК вод рыбохозяйственных водоемов(«рыбохозяйственных» вод);

•ПК вод природных источников (поверхностных, подземных, морских);

• ПКсточных вод.

На экоаналитическом рынке наиболее распространены автоматические анализаторы. Всего в Госреестре (по данным [51]) зафиксировано около 60 марок отечественных (38%) и импортных (около 60%) приборов, сгруппированных следующим образом:

• приборы для измерения концентраций 3В - более 40 (70%);

• приборы контроля физико-химических параметров - около 10 (20%);

• приборы для контроля обобщающих показателей - около 10 (10%).

Однако чаще всего используется классификация«по принципу действия» и далее -«по типу определяемого вещества».

В качестве примера далее рассматриваются «нефтеанализаторы».

Анализаторы нефтепродуктов в воде

В России серийно выпускается несколько типов СИ, предназначенных для анализа концентрации нефтепродуктов в водной среде.
Производственно-экологическое предприятие «Сибэкоприбор» (Новосибирск) выпускает концентратомер КН-2 (№17664-98 Госреестра), действие которого основано на методе инфракрасной спектрофотометрии, который позволяет проводить измерения низкомолекулярных углеводородов (бензин, керосин, дизтопливо, мазут) в воде в концентрациях от 0,02 мг/дм³, а в почвах и донных отложениях - от 50 мг/кг до 100 г/кг с погрешностью 2%. При необходимости прибор комплектуется набором ГСО, экстрактором, хроматографическими колонками с оксидом алюминия и пробоотборником. Стоимость в зависимости от комплектации составляет 1950-2750 у.е.

Метод ИК-спектрофотометрии используется и в других серийно выпускаемых анализаторах нефтепродуктов:АН-2 (СКБ «Нефтехим-автомати-ка», Санкт-Петербург),ИКС-29 (ЛОМО, Санкт-Петербург),ИКАН («Орион», Москва). Сравнительный анализ этих анализаторов выявил сходство технических и стоимостных характеристик, хотя многие лаборатории уже отдали предпочтение АН-2, который наиболее широко известен. Известен и малогабаритный анализатор «Невод». Стоимость таких анализаторов нефтепродуктов в воде колеблется от 1,4 до 2,5 тыс. долларов.
Существуют также анализаторы, позволяющие определять содержание нефтепродуктов не только в толще, но и на поверхности воды. В качестве примера можно привести анализатор ФЛЮКОМАТ производства компании «Монитек», измерительная система которого работает на принципе импульсной ультрафиолетовой флюоресценции и отражения, что позволяет осуществлять непрерывный мониторинг водной поверхности.

Как и в случае воздушной среды, при анализе вод широко применяются лабораторные методики, реализуемые на приборах универсального назначения.

В числе универсальных приборов лабораторного анализа, на которых проводятся определения по примерно 110 методикам выполнения измерений (МВИ)в водах суши (природных поверхностных и очищенных сточных - более 80), а также морских водах и донных отложениях (более 25 методик), допущенных к применению при выполнении работ в области контроля загрязнений водных объектов (РД 52.18.595-96 [45]), находятся:

• фотометры и спектрофотометры - около 35% (40 методик);

• хроматографы (ГХ, ГЖХ, ЖХ) - около 20% (30 методик);

• атомно-абсорбционные спектрометры -около 10% (12 методик);

• электрохимические (П, ИВА) - около 10% (11-12 методик);

• турбидиметрические приборы - примерно 8% (9 методик);

• ИК-спектрометры - примерно 3,5% (4 методики);

• хромато-масс-спектрометры - примерно 2.5% (3 методики);

• денситометры - примерно 2,5% (3 методики);

• флуориметры и весовые приборы - около по 1,5% (по 2 методики);

• остальные приборы (титраторы и др.) - менее 1% (по 1-2 методики).

Как и в предыдущем случае, тройку «лидеров» составляют те же три типа приборов, позволяющие решать примерно 65% всех экоаналитических задач водного контроля. Характерно, что для анализа вод используемая номенклатура технических средств существенно более широкая, чем при газовом контроле.

Далее, как и при анализе воздуха, попробуем определить минимальный перечень приоритетных 3В в водной среде и кратко охарактеризуем наиболее часто применяемые для этих целей средства экоаналитического контроля.

Наибольшее количество 3В указывается в гигиенических нормативах «ПДК вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» и составляет около 1370 веществ [51], из которых примерно к 690 веществам установлены гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения (см. также Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.4.559-96) [59]. Кроме того, еще около 400 веществ имеют ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) в «хозпитьевых и культурно-бытовых» водах. Итого - не менее 1770 гигиенически нормируемых в воде веществ.

Немногим меньше «.Обобщенный перечень ПДК вредных веществ б воде водных объектов, используемых для рыбохозяйственных целей», включающий вместе с ядохимикатами (около 156 веществ) примерно 1240 веществ. Кроме того, еще около 180 ядохимикатов имеют «Ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) в воде рыбохозяйственных водоемов». Суммарно получается 1420 веществ.

Если сопоставить количества нормируемых веществ (1420-1770) и число зафиксированных в справочнике «Экометрия» [51] методик: 59 -для питьевой воды (около 100 веществ), 259 - для природных, питьевых, очищенных сточных и сточных вод (около 180 веществ) и еще 18 - для морской воды (около 50 веществ), то получается, что только примерно 10% гигиенически нормируемых веществ может быть проконтролировано существующими лабораторными методами экологического контроля. Поэтому проблема оптимизации перечня приоритетных для контроля веществ в воде является не менее актуальной, чем для воздуха.

Более реалистичным (с точки зрения контроля) представляется уже упоминавшийся перечень веществ, для которых установлены базовые нормативы платы за сбросы 3В в окружающую природную среду (около 200) [52]. Существуют и еще более короткие перечни, прежде всего по отношению к питьевой воде. Речь идет об относительно недавно принятом ГОСТ Р 51232-98 [60], содержащем около 50 показателей загрязнения и Методических указаниях по его внедрению и применению (МУ 2.1.4.682-97 [61]), в соответствии с которыми число наиболее распространенных в питьевой воде веществ составляет примерно 70. В Европейском Союзе также существует перечень веществ-загрязнителей воды, приоритетных для контроля, включающий около 130 веществ [62]. В этом же издании приводятся нормативы ВОЗ для питьевой воды по 50 неорганическим, физическим показателям и радиоактивности; 35 органическим показателям, еще по стольким же органическим пестицидам и 15 веществам, образующимся в воде при ее дезинфекции (всего около 135 веществ).

Для сравнения там же указываются вещества и их безвредные для человека концентрации, рекомендованные Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) [54], а также вещества, анализы на содержание которых в воде включены в перечень работ и услуг природоохранного назначения, утвержденный в 1999 г. Госкомэкологии России [56].

При этом в столбцах 3 и 4 табл. 1-7 указаны числовые значения ПДК. Кроме того, числа в скобках соответствуют ориентировочно допустимому уровню (ОДУ) соответствующего параметра в воде хозяйственно-питьевых, культурно-бытовых или рыбохозяйственных водоемов. Знак «+» в последнем столбце соответствует наличию методики на данное вещество в перечне рекомендуемых Госкомэкологии России экоаналитических услуг.

Совмещение вышеуказанных перечней позволяет, как и в случае воздушной среды, сформировать "минимально достаточный" (оптимальный) список приоритетных для экологического мониторинга вод ЗВ, для которых экоаналитическяй контроль должен быть обязательным. Величины нормируемых концентраций могут служить ориентиром чувствительности (предела обнаружения) ТСКЗ соответствующего типа вод. При этом, конечно, необходимо понимать относительную условность данного перечня, так как он не является ни исчерпывающим, ни окончательным.

Тем не менее, указанные примерно 140 показателей, приоритетных для контроля вод, составляют (как и в случае атмосферы) чуть более 70% от общего их числа, приведенного в перечне химических соединений, которые анализируют с помощью более чем 330 методик выполнения измерений, допущенных в РФ при количественном химическом анализе природных поверхностных вод суши, очищенных сточных вод и морской воды в соответствии с РД 52.18.595-96. В число оставшихся 25-27% официально анализируемых в ОС веществ, охваченных последним документом, входят органические соединения (азот органический, акролеин, гептил, капролактам, карбоновые кислоты, ксантогенаты, нитрилы, смолистые вещества, циклогексан и многие пестициды, не вошедшие в перечень), неорганические вещества (асбест, бораты, гидрокарбонаты, соединения угольной кислоты, оставшиеся тяжелые и иные металлы и др.), а также некоторые физико-химические показатели воды и донных отложений (БПК, общая кислотность, удельная электропроводность и др.).

В конечном итоге минимальное число химических веществ, загрязняющих воды, которые в первую очередь должны подлежать экологическому мониторингу, по нашему мнению, может составлять всего около сотни. При этом количество таких веществ постепенно должно приближаться к числу веществ, по которым устанавливаются платежи за загрязнение водной среды (сегодня их около 200). Это будет способствовать дальнейшей разработке унифицированных методов и технических средств, необходимых для осуществления фактических проверок данных показателей при инвентаризации сбросов в водные объекты. В свою очередь, количество «оплачиваемых» веществ также может постепенно возрастать и должно стремиться к числу нормируемых в водах показателей.

В продолжение краткого анализа особенностей технических средств и методов экоаналитического контроля загрязняющих воды веществ необходимо (в дополнение к уже приведенному выше примеру «нефтеанали-заторов») рассмотреть наиболее часто применяемые, относительно доступные и универсальные, то есть позволяющие анализировать максимальное число 3В приборы, а также другие технические средства, подходящие для целей экологического мониторинга.

Обращаясь к операциям технологического цикла экоаналитического контроля, в первую очередь рассмотрим те технические средства, которые могут быть использованы при поиске источника загрязнения  вод, т.е. на первой стадии цикла. К сожалению, аналога портативного прибора типа «Колион», который можно было бы использовать для поиска источников загрязнения воды, в нашей стране пока не разработано. Исключение составляет фотоколориметр с проточной кюветой «Пика» (разработка НПО «Химавтоматика»), который однако не может быть использован в полевом варианте (электропитание 220 В). В этой области на российском рынке все увереннее действуют известные зарубежные фирмы «НАNNА», «НАСН» и др. Стали появляться также импортного производства автоматизированные лаборатории (системы) на основе измерительных приборов проточно-инжекционного типа. Примерами являются автоматизированная система WATERLAB 2000 М/S: SERES 2000 (фирма «SERES», Франция), официальным дистрибьютором в России которой является фирма «Экоконтроль» («ЭКОН», Москва), или портативный многопараметровый монитор качества воды серии 900 (фирма SYRUS SYSTEMS) на 8 параметров. Однако до сих пор число автоматически и параллельно контролируемых «на месте» параметров загрязнения вод даже в этих лучших образцах не превышает десятка.

Поэтому в российских условиях одной из наиболее перспективных для решения этой задачи серией отечественных технических средств является особая группа «простейших» портативных средств контроля - так называемые полевые «экспресс-анализаторы», под которыми следует понимать средства, с помощью которых возможно быстрое и простое обнаружение и/или первичное определение искомых компонентов в воде. Эти средства в основном предназначены для проведения экспресс-анализа «on-line» с целью выявления факта и места превышения норм ПДК (ОДУ) как по природным компонентам (например, железо растворенное, соли жесткости и др.), так и по загрязнениям антропогенного характера (прежде всего, искусственно синтезированные органические вещества, водорастворимые формы токсичных тяжелых металлов и т.д.).

Типичным примером таких относительно простых портативных средств могут служить переносные лаборатории, которые в 60-70 годы были весьма распространены в полевых методах анализа (по ГОСТ 1030-81, 24902-81 и др.). Однако с развалом СССР производственные связи распались и какое-то время в России такие лаборатории не производились, а рынок стали занимать импортные образцы, например, переносные комплекты для экспресс-анализа (1-15 мин) воды на 25-60 показателей (вес 24 кг, с зарядом аккумуляторов на 12 часов непрерывной работы, в 2 чемоданах) модель DREL/2000 фирмы «Наch Соmpаny» (№14299-94 Госреестра СИ), поставляемой фирмой TEXTRONICA AG & ENVIROTECH АG (4-6 тыс. долларов). Данная лаборатория DR2010 позволяет с использованием одноименного портативного спектрофотометра с автономным питанием, набора реактивов проводить свыше 100 различных типов анализов: для более 15 металлов и металлоидов (Аl, Аs, Ва, В, Fе, Сd, Сг, Мn, Сu, Мо, Ni, Нg, РЬ, Sе, Zn и др.), ряда неметаллов (нитраты, сульфаты, фториды, хлориды, цианиды и др.), а также нескольких десятков органических соединении (акрилаты, амины, гидразины, фенолы, хиноны, нефтепродукты, ПХБ, ПАВ, формальдегид, таннин и лигнины, летучие кислоты и т.д.), определять обобщенные показатели (растворенный кислород и ХПК, др.). Ее стоимость в зависимости от комплектации может составлять 7-31 тыс. долларов США.

В настоящее время российским «преемником» советских производителей такого рода средств стала постепенно набирающая авторитет на экоаналитическом рынке научно-производственная фирма из Санкт-Петербурга НПО ЗАО «Крисмас+», которая помимо сотни комплект-методик, более двух десятков целевых тест-комплектов и комплект-лабораторий (в частности, «БПК», «Фосфор», «Растворенный кислород», на фенолы, нефтепродукты и др.) полностью на отечественной базе выпускает несколько модификаций дешевых модульных полевых портативных лабораторий для комплексного анализа вод (типа «НКВ», «Пчелка-У/ЭХБ» и др ). Будучи довольно простыми в эксплуатации и относительно недорогими (примерно 5-14,5 тыс. руб. или 180-500 у.е. с учетом НДС), портативные лаборатории НПО «Крисмас+» ориентированы прежде всего на применение в учебных заведениях эколого-химического профиля и для целей общественного экологического контроля.

В последнее время фирма специально наладила выпуск типовых комплектов учебного оборудования «под ключ» для оснащения стационарного экологического центра с лабораторией (на 28 учащихся) общей стоимостью 520-550 тыс. руб. (18,3-19,3 тыс. у.е.), куда входят указанные и другие портативные средства контроля вод.

В состав оборудования экоаналитического центра включают:

• 4 портативные комплект-лаборатории («Пчелка-У/ЭХБ», комплект-практикум по экологии «КПЗ», полевая лаборатория для анализа вод и почв «НКВ» и «Пчелка-Ухим» с дополнительным ручным насосом-аспиратором НП-ЗМ) общей стоимостью 58-60 тыс. руб. (2-2,1 тыс. у.е.);

• набор линейно-колористических индикаторных трубок (по 30 каждого типа в упаковке) для количественного определения в воздухе 30 веществ и соединений (см. пункт 1.2.2.1, состав комплекта «Пчелка-Р») общей стоимостью 24,5 тыс. руб. (около 860 у.е.);

• 22 общелабораторных (КФК-5М, весы, микроскоп) и специальных прибора (газоанализаторы - «Палладий-ЗМ», «Анкат-7654-01», отечественные дозиметры - ДБГ-04А и QUARTEK мод. 8901, измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2, прибор комбинированный для измерения видимой и УФ-освещенности) и другие виды лабораторного оборудования (аквадистиллятор, муфельная печь, сушильный шкаф, электроплитки, стерилизаторы, термометры и др.) общей стоимостью ориентировочно 220 тыс. руб. (7700 у.е.);

• более 50 основных химических реактивов в мелкой фасовке (по 50-200 г) общей стоимостью примерно 1,7 тыс. руб (около 60 у е );

• более 20 наименований стеклянной и фарфоровой посуды - примерно на 7,24 тыс. руб. (250 у.е.);

• принадлежности и инструменты - на 31,3 тыс. руб. (1100 у.е.);

• натуральные объекты и коллекции - на 4,5 тыс. руб. (160 у.е.);

• наглядные пособия (карты) на печатной основе и учебная библиотечка - примерно на 5,5 тыс. руб. (200 у.е.);

• экранно-звуковые (аудио/видео) средства обучения и проекционная аппаратура общей стоимостью примерно 16 тыс. руб. (550 у.е.);

• лабораторная и учебная мебель (на 28 мест, включая лаборантскую комнату) общей стоимостью около 150 тыс. руб. (5300 у.е.).

Рассматривая, в частности, базовый вариант лаборатории контроля воды «НКВ», следует отметить, что она при стоимости 20 тыс. руб. (700 у.е.), примерно в 10-40 раз меньшей, чем вышеуказанная полевая лаборатория DR2010, позволяет экспрессно (за несколько минут) обнаруживать более 10 3В (NO₃, NO₂, S^2-, активный хлор, Сг⁶⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, суммарное железо, Сu²⁺, Ni²⁺ и др.) и полуколичественно их определять (по цветным шкалам-эталонам). При дополнительной комплектации переносным фотометром КФК-5М (№ 14855-95 Госреестра СИ) или полевым колориметром МКМФ-02Э возможно количественное определение в полевых условиях до 26 показателей: массовых концентраций катионов (NН₄⁺, Са²⁺, Мg²⁺, Nа, ряда тяжелых металлов), анионов (гидрокарбоната, NO₃^-, NO₂^-, SO₄^2-, Сl^-, F^- и др.), водородный показатель рН, мутность, сухой остаток, общую и карбонатную жесткость, температуру и органолептические показатели вод, а также отбирать пробы для последующего высокоточного количественного анализа в стационарной лаборатории.

Комплект уложен в два (в специальном варианте с фотометром - в три) носимых ящика общей массой не более 12-14 кг. Лаборатория позволяет выполнять не менее 100 анализов по каждому из определяемых показателей. Точностные показатели соответствуют требованиям к полевым средствам анализа и при двух параллельных определениях их результат имеет сходимость около 20-30%. Стоимость комплектов реактивов и приспособлений (без полевого фотометра) в зависимости от модификации составляет ориентировочно от 200 («НКВ») до 300 («НКВ-2») у е.
Следует иметь в виду, что такого рода устройства, конечно, имеют некоторые ограничения по номенклатуре анализируемых веществ «на месте». В основном они ориентированы на контроль показателей загрязнения природного происхождения (рН, жесткость, К⁺, Fе^2+\3+, сумма металлов, NH₂⁺, NO₃^-, NO₂^-, СО₃^2-, НСО₃^-, SO₄^2-, Сl^-, F^- и др.), хотя превышение некоторых этих показателей является признаком техногенного (промышленного или сельскохозяйственного) загрязнения, в частности, NH₄⁺, Сl^-NO₃^-, SO₄^2- и другими 3В. Кроме того, результаты измерении являются в основном полуколичественными и их точность обычно составляет 50-100%.

Дополнительно к полевым лабораториям могут применяться другие портативные средства экоаналитического контроля: газовый хроматограф HNU-311 стоимостью 28-32 тыс. долл. США (отечественные аналоги в 3-15 раз дешевле), ИК-анализатор нефтепродуктов «Infracal» стоимостью 12-14 тыс. долл. (отечественные приборы - 1,5-3 тыс. долл.), портативный рентгено-флуоресцентный анализатор XR-1000 стоимостью 76-78 тыс. долл. (отечественный вариант - от 16 тыс. долл.), универсальный прибор для определения физико-химических показателей воды стоимостью 7 тыс. долл. и системой отбора и хранения проб стоимостью примерно 8-12 тыс. долл.

На второй стадии технологического цикла экоаналитического контроля важнейшими техническими средствами, применяемыми для отбора проб воды,  являются пробоотборные устройства - различной конструкции батометры и закрывающиеся пробками склянки и бутыли. Могут применяться насосы с поглотительными патронами (см. раздел 1.1.2, ГОСТ 17.1.5.04-81 [63], а также последние российские стандарты ГОСТ Р 51ХХХ-00 «Вода. Общие требования к отбору проб» и «Вода питьевая. Отбор проб» [62]).

Известное справочное пособие [51] сведений об «официальных» средствах отбора проб воды не содержит, так как они не являются средствами измерения и регистрации в Госреестре СИ не подлежат. В каталогах ведущих фирм, осуществляющих комплексные поставки экоаналитического оборудования [50, 57, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71 и др.], зафиксировано лишь небольшое число устройств для ручного (полуавтоматического) отбора проб воды из различных источников.

Ведущим производителем пробоотборных систем для экологических исследований вод типа ПЭ в России является АО «Экрос» (Санкт-Петербург). Пробоотборные устройства серии ПЭ предназначены для отбора проб природных и сточных вод из водоемов природного и искусственного происхождения (включая водоемы, покрытые льдом), водотоков, колодцев с разных глубин. Пробоотбор часто осуществляется с помощью устройств типа батометр, изготавливаемых из обычных (стекло, полиэтилен) и более инертных материалов (фторопласт). Известна также продукция НПП «Экотекникс», выпускающего батометры, изготовленные из металла, обеспечивающие отбор проб воды на заданной глубине.

В качестве устройств, обычно используемых на третьей стадии - подготовки проб  воды, как правило, используется типовое общелабораторное оборудование (центрифуги, экструдеры, экстракторы, выпари-ватели и т.д.), с помощью которого осуществляется разделение и концентрирование проб, повышающее чувствительность и селективность последующего анализа. Возможно также применение в процессе пробо-подготовки проточно-инжекционных концентрирующих приставок, работающих в автоматическом режиме - например, типа БПИ-М и БПИ-Н (стоимость таких приставок, как правило, не превышает 500-700 долларов США). Подробнее см. раздел 1.2.2.4, касающийся электрохимических лабораторных приборов.
Для повышения селективности анализа и устранения мешающих влияний применяются специальные устройства подготовки проб. Примерами такого прибора являются автоклавные модули для химической пробоподготовки серии МКП-04 и МКП-05, включающие термостат для нагрева 6 или 10 автоклавов, комплект самих автоклавов с фторопластовыми реакционными камерами, устройства для управления температурными режимами нагрева и охлаждения. Ориентировочная стоимость модуля - 2800-3500 у.е.

Другим примером аппаратуры для пробоподготовки служит ультрафиолетовая камера ФК-12М для экспресс-подготовки водных проб, основанной на фотолизном окислении мешающих органических соединений под действием УФ-излучения.

Следующая и важнейшая четвертая стадия технологического цикла экоаналитического контроля вод -количественное измерение  так же, как и в случае воздуха, проводится в основном на универсальном стационарном лабораторном оборудовании - с помощью различных измерительных приборов (хроматофафов, спектрофотометров, спектрометров, спектрографов и т.д.). Материалы, касающиеся данных типов приборов, представлены далее в подразделе 1.2.2.4. Портативных переносных вариантов этих приборов, а также целевых анализаторов вод зарегистрировано в Госреестре СИ (по данным [51]) в несколько раз меньше.

Необходимо обратить внимание на возможность выполнения количественных измерений при анализе проб воды с использованием наборов готовых реактивов. Их можно отнести к вспомогательным средствам количественного лабораторного анализа. Помимо уже описанных выше 100 измерительных комплектов (ИК) производства НПО «Крисмас+», надо отметить несколько десятков готовых наборов химических реактивов для экологических исследований и контроля качества воды производства московских ЗАО «Борис 1 » и 000 «Авогадро», разработанных для реализации официальных методик (в основном ПНД Ф серии 14.1.2).

Из всего многообразия технических средств экоаналитического контроля вод особое внимание следует обратить на группу приборов, приобретающих в настоящее время все большее значение и все шире применяемых - средств, основанных на электрохимических методах анализа. С точки зрения практики их использования в мониторинге воды имеется ряд существенных преимуществ. В первую очередь - это портативность исполнения и относительная простота в обслуживании, что позволяет выполнять анализы не только в лабораторных условиях, но часто и непосредственно на месте отбора проб.

Другим преимуществом является их высокая экономичность: незначительный расход реагентов (в основном для вспомогательных целей), небольшая стоимость аппаратуры (в несколько раз, а иногда и десятков раз дешевле хроматографических и спектральных приборов). При этом, как правило, сохраняется высокая специфичность и чувствительность анализа.
На современном рынке отечественной экоаналитической аппаратуры электрохимические (ЭХ) приборы представлены в основном рН-метрами, иономерами в комплексе с ионселективными электродами, полярографа-ми, кондуктометрами и оксиметрами. Наилучшие характеристики имеют электрохимические приборы, основанные на принципах потенциометрии и вольтамперометрии. Кратко остановимся на каждом типе приборов.

Анализаторы на основе потенциометрии

Широкое применение иономеров на потенциометрическом принципе началось в 80-е годы XX в. и было связано с возросшими требованиями к аналитическому контролю прежде всего воды, а также с возможностями новых разработок в аналитическом приборостроении. На смену «стрелочным» показывающим приборам пришли иономеры с жидкокристаллическим дисплеем, в портативном исполнении, с автономным питанием и расширенными возможностями по калибровке.

В России известен вклад в создание такой продукции московской фирмы «Эконикс», многие разработки которой явились «пионерскими» в отечественном приборостроении (например, иономер «Экотест 110»). К настоящему времени наблюдается определенный прогресс в развитии новых функциональных возможностей выпускаемых ЭХ технических средств контроля в связи с применением микропроцессорной техники. Например, стало возможным введение в память прибора данных калибровки по стандартным растворам и вывод результатов анализа на компьютер. Увеличилось число параллельных каналов измерения, теперь концентрацию искомого компонента возможно показывать в любых единицах (мг/л, моль/л, рХ и др.), добавились оксиметрические каналы (для определения растворенного кислорода).

Типичными примерами такого рода сегодня можно считать продукцию НПП «Эконикс». В частности, высокоточный рН-метр - иономер «Экотест 120» может работать как в лабораторных, так и в полевых условиях при пониженной освещенности (в режиме «подсветка»). Прибор имеет жидкокристаллический двухстрочный индикатор, удобное меню пользователя и режим «подсказок». Стоимость прибора с 16-ю ионселективными электродами не превышает 1000 у.е. Другой аналогичный прибор этой фирмы - оксиметр «Экотест 2000» помимо указанного имеет дополнительный канал для измерения концентрации растворенного кислорода. При этом стоимость прибора (без электродов) составляет примерно 250 у.е., а стоимость электродов колеблется в интервале 30-60 у.е.

Приборы комплектуются ионселективными электродами (в том числе для рН). Номенклатура электродов может достигать 26-30 видов. Однако в экоаналитическом контроле наиболее широкое применение нашли 16 видов электродов.

Анализаторы на основе вольтамперометрии

Приборы на принципе инверсионной вольтамперометрии пользуются в последние годы особым спросом. В них селективность и высокая чувствительность сочетаются с простотой анализа. В отношении определения элементного состава (например, по тяжелым металлам) эти приборы успешно конкурируют с атомно-абсорбционными спектрометрами, так как не уступают им по чувствительности, но значительно более компактны и дешевы (примерно в 5-10 раз). Они не требуют дополнительных расходных материалов, а также дают возможность одновременного экспрессного определения нескольких элементов (Zn, Сd, Рb, Сu).

Примером современного варианта такого средства является поляро-граф АВС-1.1 (№19601-00 Госсреестра СИ) производства НТФ «Вольта» (СПб.). Это универсальный компьютерный комплекс нового поколения, предназначенный для инверсионного вольтамперометрического анализа тяжелых металлов в питьевых, природных и сточных водах, а также в продуктах питания, биологических и других материалах. Высокая чувствительность, относительно низкая стоимость единичного анализа, возможность одновременного экспрессного (до 10 мин) определения нескольких элементов определяют растущий спрос на данный прибор. Пределы обнаружения металлов без концентрированна пробы составляют (мг/л): Сd, Рb, Вi - 0,0001, Нg - 0,00015, Сu - 0,0005, Zn, Ni -0,01. Стоимость данного средства не превышает 1700 у.е.

Средства определения растворенного кислорода

В дополнение к преобладавшим ранее на отечественном рынке эстонским оксиметрам AQUA-ОХY и портативным оксиметрам фирмы Наппа появились аналогичные средства отечественного производства: «АНИОН-410-Д» (около 1000 у.е.) и «Экотест 2000-БПК» (производства НПП «Эконикс»), который является одновременно и иономером. Диапазон измерения концентрации кислорода 0-20 мг/л с дискретностью 0,01. Стоимость последнего не превышает 320 у.е.

Анализаторы на кондуктометрическом принципе

Еще одной важнейшей группой приборов, предназначенных для количественного определения суммарного содержания солей в воде, являются малогабаритные кондуктометры типа «ЭКА-2М» (№16545-97 Госреестра СИ), производимые в Санкт-Петербурге, и известные кондуктометры фирмы «Наnnа» серии НI и мини-кондуктометры РWТ. Лабораторный кондуктометр «ЭКА-2М», обладая наилучшими показателями, способен экспрессно (до 5 с) измерять солесодержание в широком интервале значений по пяти диапазонам от 0,05 до 1000 мкСм/см. Стоимость прибора -не более 900 у.е. Более дешевые варианты кондуктометров (серии «АНИОН», «МАРК», КСЛ и др.) имеют стоимость от 330 до 900 у.е.

Прочие электроаналитические приборы

К другим типам ЭХ приборов, также широко применяемых в экологическом мониторинге, относятся ХПК-анализаторы. Известный автоматизированный ХПК-метр («ЛЭК-Стандарт») в последнее время дополнен новым микропроцессорным измерителем ХПК «Экотест-120-ХПК» (НПП «Эконикс»). Последний прибор позволяет сократить время определения до 5-10 мин, делая данный анализ по-настоящему экспрессным. Ориентировочная стоимость -750 у.е.