Makaleyi paylaş
Neredeyse her kimyager, eğitimli profesyonellerin rehberliğinde, bilimsel yöntemi doğru şekilde uygulamayı ve laboratuvarda güvenli bir şekilde hareket etmeyi öğrenerek yoluna başlamaktadır. Ben de farklı değilim; birkaç yıl önce Analitik ve Çevre Kimyası alanında doktoramı tamamladım. 2000'li yılların başında çevre analizi sektöründe ağır metaller ve kimyasal sızıntılar nedeniyle toprak kirliliğini araştırmak, su kalitesini ölçmek ve özellikle atmosferik kimya ile ilgili araştırmalar yapmak için çalıştım. Bu yıllar boyunca çeşitli analitik teknolojileri, farklı laboratuvar boyutları ve farklı numune hazırlama prosedürleri üzerinde deneyim sahibi oldum.
Bu farklı yerlerin hepsinde ortak bir tema mevcuttur: daha fazla zaman ve daha büyük bir bütçe arayışı. Ancak, elinizin altındaki doğru araçlarla hem kendi pastanızı alabilir hem de onu yiyebilirsiniz.
Çevresel kimyasal analiz
Çevresel analizlerin odağında bu üç ana sektör yer almaktadır:
- Hava
- Su
- Toprak
Sağlığımızın ve türümüzün geleceğinin bu alanlarla ne kadar ilişkili olduğunu ve bunlara ne kadar bağlı olduğunu göz önünde bulundurarak, birbiriyle bağlantılı bu alanları mümkün olduğunca kapsamlı bir şekilde incelemek bizim yararımıza olacaktır.
Yetkili makamlar ve yönetmelikler
Yerel ve resmi makamlar bu düşünceyle, kamu sağlığının iyiliği için çeşitli düzenlemeler geliştirmiş ve yürürlüğe koymuştur.
Konuyla ilgili en iyi bilinen otoritelerden biri Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı (EPA) 'dır. Temiz Hava Yasası (1970'te yürürlüğe girmiştir) ve Temiz Su Yasası (1972) ile toksik kimyasal maddelerin kullanım ve bertarafının raporlanması gerekliliği (TRI raporlaması) kapsamında, bu ve diğer düzenlemelerde ortaya konan katı kuralları karşılamak için aradan geçen yıllar boyunca çeşitli normlar ve standartlar geliştirilmiştir.
Su analizi dünyasında en sık duyacağınız metotlardan biri EPA 300 Metodu'dur. Metot 300.0 ve 300.1, kimyasal analistlere iyon kromatografi yoluyla sudaki yaygın anyonların (Kısım A) ve inorganik dezenfeksiyon yan ürünlerinin (Kısım B) ölçümüne ilişkin ayrıntılı talimatlar vermektedir.
EPA 300.1 Metodu ile ilgileniyor musunuz? Aşağıda yer alan ilgili IC uygulama notlarımızdan ücretsiz bir seçkinin keyfini çıkarabilirsiniz:
EPA 300.1 A & B'ye göre dezenfeksiyon yan ürünleri ve standart anyonlar
İletkenlik tespiti ile suda bromat: optimize edilmiş ayrım ve LOQ
IC ile içme ve şişe sularda bromat ve diğer dezenfeksiyon yan ürünlerinin online analizi
Daha ağır iş yükü = numune başına daha az zaman
Sulu kirleticilerin giderek artan listesi ve giderek daha sıkı hale gelen yasal gereklilikler, laboratuvarların doğruluktan ödün vermeden daha kısa sürede daha fazla numune işlemesini gerektirmektedir.
Çevre laboratuvarlarında ölçülen numunelerin doğası gereği, numune hazırlığı gerekmektedir - bu her zaman numunelerin filtrelenmesini ve çoğu durumda seyreltilmesini de içermektedir. Bu prosedür, analiz sisteminin zarar görmesini önlemenin ve doğru sonuçlar elde etmenin tek yoludur.
Bununla birlikte, numune hazırlama pahalı bir adımdır, çünkü önemli miktarda iş ve pahalı sarf malzemeleri içermektedir.
Rakamları hesaplama zamanı!
ABD'deki bir çevresel analiz laboratuvarı tarafından otomatik ultrafiltrasyon ve seyreltme özelliğine sahip bir Metrohm IC sistemi üzerinde 30 günlük bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu laboratuvar, diğer birçok laboratuvarlar gibi, sınırlı raf ömrüne sahip olanlar da dahil olmak üzere yüksek hacimde numune işlemektedir. Bu nedenle güvenilirlik, yeni bir sistem satın almak söz konusu olduğunda özellikle önemli bir kriterdir.
Ekonomik faktörler de önemli bir rol oynamaktadır: yeni bir sistem mümkün olduğunca çabuk kendini amorti etmelidir; en geç bir yıl sonra yatırımın geri dönüşünü sağlamalıdır.
Peki, çalışmada nasıl bir performans sergilenmiştir? Aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli parametreler test edilmiştir:
(Doğrudan ilgili bölüme geçmek için tıklayınız)
(Ultra)filtrasyon
Tüm sulu çevresel numuneler, analiz öncesinde mutlaka filtrelenmelidir. Bu, numunedeki partiküllerin ayırma kolonunu kirletmesini veya tıkanmasını önleyerek kullanım ömrünü önemli ölçüde uzatmaktadır. Bu çalışmada yer alan laboratuvardaki yüksek numune hacmi, malzeme maliyetini şırınga filtre başına yalnızca 1 ABD dolarına düşürmüştür. Ancak, her bir numune yeni bir filtre gerektirdiğinden, yılda 14.300 numune ile bu rakam sadece filtreleme malzemeleri için 14.300 $'a denk gelmektedir!
Metrohm'un iyon kromatografi sistemindeki entegre ultrafiltrasyon, günde sadece bir filtre değişimine ihtiyaç duymakta ve bu laboratuvara yılda 12.000 dolardan fazla tasarruf sağlamaktadır. Üstelik, ultrafiltrasyon süreci tamamen otomatiktir.
Manuel filtreleme ile karşılaştırıldığında, bu özellik numune başına üç dakikalık çalışma süresi tasarrufu sağlamaktadır. Saat başına ise 18 $'lık bir işçilik maliyeti ile bu da yılda yaklaşık 13.000 $ tasarruf anlamına gelmektedir.
Genel olarak, ultrafiltrasyon kullanımı yıllık harcamalarda 25.000 $'ın üzerinde tasarruf sağlamaktadır, bu önemli bir yatırım getirisidir (ROI).
Bu zaman tasarrufu hakkında daha fazla bilgi edinmek için, ultrafiltrasyon membranının değiştirilme zamanının nasıl belirleneceğine ilişkin daha önce yayınladığımız blog makalemizi okuyabilirsiniz.
Inline Ultrafiltrasyon'da membran filtrenin ne zaman değiştirilmesi gerekir?
Baskılama
Baskılama, eluentin iletkenliğini azaltarak analitin daha hassas bir iletkenlikle tespit edilmesini sağlamaktadır. Bu, özellikle düşük tespit ve miktar belirleme limitlerine ulaşmayı mümkün kılmaktadır.
Bu laboratuvarda daha önce kullanılan cihazda (farklı bir tedarikçiden), membran bazlı supressörler kullanılmaktaydı. Bu supressörlerin her üç ayda bir değiştirilmesi gerekmekte ve bu her seferinde yaklaşık 1.200 $'a mal olmaktaydı. Öte yandan Metrohm Supressör Modül'de (MSM), membranlar yerine baskılama için sağlam bir mikro-dolgulu bazda iyon değiştirici partiküller kullandığından tek seferlik bir satın alımdır. MSM'nin üç baskılama odacığı baskılama, yıkama ve rejenerasyon arasında sürekli geçiş yaparak her zaman sürekli baskılamayı garanti etmektedir.
Rejenerasyon reaktifleri ucuzdur, 1.000 numune başına ortalama 52 $'dır ve 14.300 numune için toplam yıllık maliyet 750 $'dır. Bu, bir membran supressörü birden fazla kez değiştirmenin maliyetinden çok daha ucuzdur!
Anyon kromatografisindeki baskılama hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz? Ücretsiz broşürümüzü buradan indiriniz.
Anyon kromatografisinde baskılama - Anyonların ve organik asitlerin daha hassas analizi
Ayırma Kolonları
Metrohm kolonları ile birlikte bu çalışmadaki çevre laboratuvarı, analitlerin daha iyi ayrılmasını ve çok daha uzun bir kolon kullanım ömrü elde etmiştir - önceki kolonlarla 1.200 enjeksiyona kıyasla Metrohm kolonları ile ortalama 7.000 enjeksiyon. Ayırma kolonundaki yıpranmanın azalmasında anahtar rol oynayan iki faktör olduğu görülmektedir:
- Metrohm iyon kromatograf, dört ila beş kat daha güçlü ölçüm sinyalleri sağlamaktadır. Bu da enjeksiyon hacminin beş kat azaltılmasını mümkün kılmaktadır.
- Buna ek olarak, Metrohm Inline Ultrafiltrasyon 0.2 μm boyutuna kadar olan partikülleri uzaklaştırırken, şırınga filtreler ile yapılan manuel filtrasyon sadece 20 μm boyutuna kadar olan partikülleri uzaklaştırabilmektedir.
Genel olarak, Metrohm ayırma kolonlarının kullanılması, yüksek verimli bir çevresel analiz laboratuvarı için bir yılda yaklaşık 18.000 $ tasarruf sağlamaktadır.
Analiz zorluklarınız için belirli bir kolon mu arıyorsunuz? Metrohm Kolon Bulucuya buradan göz atınız!
Seyreltme
Analiz analit konsantrasyonunun çok yüksek olduğunu, yani izin verilen tayin aralığının dışında olduğunu gösterirse, numune seyreltilmeli ve yeniden analiz edilmelidir.
Bu çalışmaya katılan laboratuvardaki numunelerin yaklaşık %30'u için durum böyledir. Manuel seyreltme işlemi laboratuvar personelinin numune başına en az üç dakikasını almaktadır. Saat başına yaklaşık 18 $'lik işçilik maliyetiyle birlikte bu, yıllık 3.800 $'lik bir maliyet anlamına gelmektedir.
Otomatik Inline Seyreltme bu masrafı ortadan kaldırmaktadır: analiz sistemi, ilgili numuneleri tamamen otomatik olarak seyreltmekte ve ardından tekrar ölçmektedir. Bu, laboratuvarı çok daha verimli hale getirmektedir: günlük numune verimi artar ve raf ömrü sınırlı olan numuneler her zaman zamanında analiz edilir.
Birçok farklı Metrohm Inline Örnek Hazırlama seçeneği hakkında daha fazla bilgi edinmek için tıklayınız:
Sağlamlık
Metrohm analiz sisteminin tek faydası önemli maliyet tasarrufları olmayıp, 30 günlük karşılaştırma çalışması bir dizi başka avantajı da ortaya çıkarmıştır. Şirket, cihazın sağlamlığından ve laboratuvarlarında işlenen tüm numune çeşitlerini ölçebilme kabiliyetinden etkilenmiştir.
Kalibrasyonun stabil olması, kalibrasyon sıklığının azaltılmasını da mümkün kılmaktadır: yeni sistemin her iki ila üç günde bir yerine sadece iki ila üç haftada bir kalibre edilmesi gerekmektedir.
En etkileyici özellikler ise yüksek ölçüm hassasiyeti ve dedektörün geniş doğrusal aralığı olmasıdır. Sonuncusu sayesinde, eski sistemde %30'a kıyasla numunelerin sadece %2'si ölçüm aralığının dışında kalmakta ve seyreltilmesi gerekmektedir.
Nihai Sonuçlar
30 günlük test, Metrohm IC'nin entegre otomatik inline örnek hazırlama teknikleri ile hem malzeme hem de işçilik maliyetlerinden tasarruf sağladığını söz konusu laboratuvara kanıtlamıştır. Ayrıca, daha önce sahada kullanılan sistemlere kıyasla analiz performansı açısından da bir dizi iyileştirme sunmaktadır.
En önemli tasarruflar, ultrafiltrasyon kullanımının bir sonucu olarak işçilik ve malzeme maliyetleri için yapılan tasarruflar olup, bunu ayırma kolonunun daha uzun servis ömründen kaynaklanan tasarruflar takip etmektedir.
Bütün bir yıl üzerinden nihai tasarruf hesaplaması için konuyla ilgili aşağıdaki White Paper yayınımızı indiriniz.
Bilgi birikiminiz
White Paper: Çevresel IC analizlerinde yüksek verimlilik ve karlılık
Bu White Paper yayınında, Metrohm IC ekipmanlarıyla çevresel iyon kromatografi analizlerinde verimliliğinizi ve karlılığınızı nasıl arttırabileceğiniz aktarılmaktadır.
