Технологии и оборудование компании «Крисмас+»: готовые решения для химического анализа

А.Г. Муравьёв, к.х.н., ЗАО «Крисмас+», muravyov@christmas-plus.ru
М.А. Кузьмин, ЗАО «Крисмас+»

Аннотация
Настоящий обзор представляет обобщённую информацию об уникальных технологиях и оборудовании, разработанном и производимом отечественной компанией ЗАО «Крисмас+» и реализуемом на российском рынке, а также в странах бывшего СССР. Технологии и соответствующее оборудование являются готовыми решениями для аналитиков, работающих во многих секторах производственной, научной и учебной деятельности. Запатентованные технические решения, зарегистрированные свыше 20 лет торговые марки, внесённые в Федеральные реестры методики и средства измерений  – всё это характеризует научно-технический уровень выпускаемой продукции и способ ведения наукоёмкого бизнеса, создающие прочный экономический базис и уверенность в завтрашнем дне для современной компании, производящей продукцию со 100%-ной локализацией в России.

Компания ЗАО «Крисмас+» была основана в 1995 году химиками-аналитиками из Санкт-Петербурга. Сейчас она является головной в группе компаний «Крисмас». Система менеджмента качества компаний, входящих в ГК «Крисмас», сертифицирована на соответствие требованиям международного стандарта ISO 9001.

Продукцией компании активно пользуются государственные службы: Роспотребнадзор (Госсанэпиднадзор), подразделения МЧС, производственные лаборатории, службы экологического контроля и мониторинга, образовательные учреждения и многие другие.

ЗАО «Крисмас+» производит различные портативные аналитические системы, позволяющие проводить химические экспресс-анализы как в полевых, так и в лабораторных условиях. Широкая линейка продукции включает сигнальные тест-системы, измерительные тест-комплекты для количественных и полуколичественных анализов, переносные комплектные мини-лаборатории для применения в полевых условиях или в помещениях.

Быстрые химические анализы требуются во многих отраслях. Это анализ воды (питьевой, сточной, воды из природных водоёмов и грунтовых вод, котловой воды энергосистем), образцов почвы, санитарный анализ продуктов питания, экологический контроль воздуха, мониторинг газообразных отходов промышленности и т.д.

Продукция основана на технологиях анализа, которые, благодаря продуманным алгоритмам анализа, готовой технологии и доходчивым руководствам может использовать не только специалист, но и человек со средним образованием после небольшого тренинга. Все операции чётко и доступно описаны в руководствах по эксплуатации или инструкциях, их можно быстро понять и освоить. Изделия комплектуются готовыми растворами, реагентами, посудой, необходимыми принадлежностями, а также упомянутыми руководствами. Если какой-то раствор не может храниться долго, предоставляется необходимый инструментарий, чтобы потребитель смог приготовить его на месте. Все расходные материалы и реагенты отечественного производства и легко восполняются.

Производимая компанией продукция сертифицирована. В зависимости от области применения, сертификация осуществляется в различных отечественных системах обязательной и добровольной сертификации. В их число входят:

• обязательные метрологические сертификационные испытания с целью внесения в Государственный реестр средств измерений (ГРСИ) и в Федеральный реестр методик измерений (МИ);
• система добровольной сертификации аварийно-спасательных средств МЧС России;
• система добровольной сертификации продукции и производств общепромышленного назначения при Российском морском регистре судоходства;
• система добровольной сертификации учебных изделий «Учсерт» при Российской системе образования;
• различные ведомственные системы апробации и одобрения отдельных видов продукции, рекомендации методических организаций.

Специалисты компании серьёзно подходят к вопросам стандартизации измерительных средств и используемых в них методик, к вопросам взаимоотношений с нормативно-техническими документами (НТД) Российской Федерации. Во многих изделиях применены химико-аналитические методики, уже аттестованные и внесенные в действующие НТД. В тех случаях, когда требуется их адаптация к портативным системам – вносятся допустимые изменения в перечень используемых средств измерений и оборудования, алгоритм, диапазон рабочих температур и т.п., после чего методика заново проходит аттестацию. Если в каких-то случаях не удается использовать нормативные методики, специалисты компании разрабатывают собственные, оригинальные, которые проходят аттестацию и получают статус полевых методик. Было успешно модифицировано более 20 нормативных методик анализа питьевой, природной и котловой воды. Кроме того, нашей компанией разработано девять оригинальных методик анализа воды, которые внесены в Федеральный реестр МИ и признаны пригодными для применения в составе различных изделий – тест-комплектов, полевых и ранцевых мини-лабораторий.

Унификация аналитических систем и комплектующих является одной из основ стандартизации продукции ЗАО «Крисмас+». Для определения различных компонентов используются как правило унифицированные аналитические методы, то есть сходные по основным типовым операциям и оснащению. Реагенты и растворы готовятся по более или менее одинаковой схеме, проходят единую процедуру контроля качества. Компоненты наборов компактные, лёгкие, эргономичные и удобные в использовании. Флаконы для реагентов изготовлены из полипропилена, фторопласта, полиэтилентерефталата (ПЭТ) и т.п. – они не бьются, удобно открываются, химически инертны и герметичны. Реагенты и инструменты (пипетки, пробирки и т.п.) уложены компактными блоками, каждый из которых представляет собой индивидуальный тест-комплект для определения одного или нескольких аналогичных веществ. Содержимое каждого из блоков укладывается в специальный ложемент. Как правило, далее блоки размещаются в жёстких, удобных для хранения, переноски и транспортирования укладках-контейнерах.

Компания производит средства для экспресс-анализов разных уровней сложности и точности. К наиболее простым относятся сигнальные тест-системы, дающие ответ «да» или «нет», то есть присутствует ли определяемое вещество в концентрации выше порогового значения. Такие изделия не требуют сертификации. Наиболее продвинутыми являются средства для количественного экспресс-анализа, основанные на аттестованных методиках выполнения измерений. Они обычно снабжаются, в дополнение к химико-аналитическим рецептурам, портативными измерительными приборами. Промежуточное положение занимают средства полуколичественного анализа – когда не требуется точное значение определяемого параметра, а достаточно лишь приблизительной его оценки. Эти средства используют вместо измерительных приборов визуальные цветовые шкалы.

 
Анализ воздуха и газов
Анализ воздуха и промышленных газовых выбросов – та область, где гораздо проще и удобнее использовать портативные средства, чем проводить измерения в лабораторных условиях. Поэтому на рынке присутствует большое количество портативных средств самых разных производителей, российских и зарубежных. Наиболее часто используются индикаторные трубки и индикаторные элементы. Еще в середине прошлого века эти средства разрабатывались несколькими научными школами и коллективами в СССР.

Индикаторные трубки модели ТИ-[ИК-К], производимые компанией ЗАО «Крисмас+», − универсальный инструментарий для химического экспресс-контроля воздуха и промышленных газовых выбросов. Данная серия включает 52 модификации различных наименований. Все они внесены в Государственный реестр средств измерений (ГРСИ), для них есть единое руководство по эксплуатации. По диапазонам определяемых концентраций трубки делятся на три категории: для контроля чистоты воздуха при концентрациях существенно ниже ПДК, для контроля возможного превышения ПДК, для мониторинга после аварийных ситуаций (когда ПДК превышается в несколько раз и более).

Комплектные мини-экспресс-лаборатории и газоопределители на основе индикаторных трубок предназначены для определения целого ряда компонентов.

Мини-экспресс-лаборатория «Пчёлка-Р» (имеет две модификации – в кейсе и в сумке) занимает одно из ведущих мест среди комплектов средств измерений, которые используют службы ГО и ЧС, центры гигиены и эпидемиологии и т.п. Она позволяет проводить экспресс-контроль химического загрязнения воздуха и промышленных газовых выбросов, воды, почвы, сыпучих сред, определять содержание нитратов в продуктах питания и др. Мини-лаборатория содержит 10 видов индикаторных трубок и 10 тест-систем. В воздухе определяются опасные соединения: пары ртути, сероводород, оксид углерода, хлор и т.п. В воде и почве измеряется содержание активного хлора, нитратов, нитритов, железа, сульфид-ионов, водородный показатель (pH).

Для отбора проб воздуха и газов применяются аспираторы серии НП-3М, используемые совместно с индикаторными трубками. Они входят в комплект мини-экспресс-лабораторий «Пчёлка-Р». Благодаря металлической основе производимые ныне аспираторы чрезвычайно долговечны; требуется только периодическая замена резиновых частей, смазка и поверка. Недавно было налажено серийное производства аспираторов новой серии НП-4, меньших по габаритам и по весу. Конструктивные решения для обоих аспираторов защищены патентами РФ.

Аспираторы НП-3М имеют два значения отбираемого объёма – 50 и 100 мл, а НП-4 – только 100 мл. Для наших индикаторных трубок практически всегда используются объёмы, кратные 100 мл. Ежегодно сервисной службой ЗАО «Крисмас+» совместно с ФБУ «Тест-Санкт-Петербург» поводится периодическая проверка точности аспираторов (поверка), по итогам которой выдается соответствующее свидетельство единого образца.

К аспираторам предлагается ряд аксессуаров. Пробоотборный зонд ЗП-ГХКМ дает возможность отбирать газообразные пробы в труднодоступных местах – воздуховодах, колодцах, цистернах и т.п. Зонд имеет измерители температуры, давления и влажности. Эти данные важны для точности измерений: температура и давление содержатся в формуле расчёта концентраций определяемого газа. Полиэтиленовая газовая ёмкость ЕПГ, объёмом до 10 л, используется для кратковременного хранения газовых образцов и их доставки к месту последующего анализа. Для удобства использования ёмкость имеет два штуцера с зажимами и застежку-молнию. Измеритель прокачиваемого объёма ИО-2 предназначен для проверки точности аспираторов; также он может применяться для контроля точности градуировки мерной посуды.

Также компания производит тест-системы для химического анализа воздуха – наиболее простые и экономичные средства сигнального или полуколичественного химического анализа, представляющие собой товарную форму продукции с комплексом потребительских свойств, сочетающих максимальные экспрессность анализа, простоту применения, наглядность и достоверность результата, доходчивость и лаконичность инструкции.


Анализ воды
Пробы воды, в отличие от воздуха и газов, гораздо чаще анализируются в лабораториях, чем в полевых условиях. Процедуры анализа воды регламентируются множеством нормативных документов, которым зарубежные анализаторы часто не соответствуют. Поэтому потребность рынка в отечественных средствах экспресс-контроля воды весьма высока.

Многие методики, разработанные и аттестованные для анализов в помещениях, были модифицированы специалистами ЗАО «Крисмас+» для применения в полевых условиях. Ключевыми моментами при переработке методик являлась легкость пробоподготовки и аналитической процедуры, унификация методов, простота визуализации и интерпретации результатов, возможность проведения анализов в самых разных условиях. В большинстве методик расширен диапазон рабочих температур, значений атмосферного давления и влажности воздуха. Средства количественного анализа воды компании «Крисмас+» можно использовать при температурах от 10 до 35˚С, а сигнальные тест-системы – от 5 до 50˚С. Давление и влажность нормируются лишь для ряда методик, где используются фотоэлектроколориметры.

Аналитические системы «Крисмас+» − портативные тест-комплекты, полевые и настольные лаборатории, мини-экспресс-лаборатории – позволяют количественно определять в водных пробах более 60 различных веществ, измерять такие важные показатели, как pH, общую минерализацию, окисляемость, мутность, жёсткость и т.п.

Результат колориметрических анализов определяется путем визуального сравнения цвета или интенсивности окраски раствора со шкалой. Средства титриметрического анализа этого класса комплектуются полимерными экспресс-пипетками, деления которых, тем не менее, достаточно точно соответствуют указанным объёмам.

Тест-комплекты для количественного анализа методом колориметрии содержат полевой фотоколориметр «Экотест-2020», который компания производит совместно с НПП «Эконикс». Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений. Он имеет восемь светодиодных источников света с различными длинами волн от 400 до 850 нм. Прибор запрограммирован под унифицированные методики выполнения измерений на основе тест-комплектов и полевых лабораторий от ЗАО «Крисмас+».

Портативные лаборатории контроля воды и водных вытяжек семейства НКВ служат для исследования образцов воды по многим показателям. Их основные пользователи – экологические службы, подразделения центров гигиены и эпидемиологии. Лаборатории НКВ определяют не менее 18 показателей, в ряду которых жёсткость, окисляемость, общая минерализация, pH, цветность, мутность, вкус, запах, содержание ряда катионов и анионов, остаточный хлор и др. Они полностью автономны: анализы можно проводить как в помещениях, так и в полевых условиях. Существуют ранцевые модификации для экспедиций. Лаборатории НКВ защищены патентом Российской Федерации. Основные использованные методики аттестованы и внесены в Федеральный реестр методик выполнения измерений.

Комплектные лаборатории НКВ непрерывно совершенствуются. Сейчас наибольшей популярностью пользуется настольная модификация НКВ-12. Изначально её конструкция задумывалась для лабораторий инженерных войск. Она выполнена в виде раскрывающегося кейса-чемодана, который в открытом виде представляет собой профессиональное рабочее место оператора, превращаясь в настоящую лабораторию. Качество воды и состав водных вытяжек определяется не менее чем по 24 показателям. НКВ-12 выпускается в восьми модификациях, в том числе: «Вода природная и водоподготовка», «Водоснабжение и водоотведение», «Воды агрессивные грунтовые», «Вода расфасованная».


Анализ проб котловой воды и водоподготовка
Анализ котловой воды имеет ряд особенностей. Это, прежде всего, сложность отбора проб и высокая чувствительность анализа. Согласно действующим нормативно-техническим документам, для анализов котловой воды по отдельным компонентам требуется более высокая чувствительность, чем для питьевой и природной воды. Кроме того, для использования в энергетическом котловом оборудовании необходимо использовать только воду, обработанную по технологиям водоподготовки, в процессе которой воду также необходимо анализировать по многим показателям.

Водно-химическая котловая экспресс-лаборатория ВХЭЛ применяется для химико-аналитического контроля содержимого водных и паровых котлов в больших и малых котельных, ТЭЦ, тепловых сетях, различных котлоагрегатах. Контроль ведётся прежде всего с целью проверки соответствия параметров качества воды и пара нормативным значениям. С применением ВХЭЛ могут отбираться и анализироваться разнообразные среды (потоки) из точек отбора, встречающихся на большинстве производственных площадок (воды после деаэраторов, после подпиточного насоса, сетевой воды перед котлом и после сетевого насоса, конденсата пара и т.п.).

Главный модуль ВХЭЛ сделан в виде переносного кейса массой около 20 кг. Модификации ВХЭЛ-2 и ВХЭЛ-3 включают портативный кондуктометр «Эксперт-002-2» для определения удельной электрической проводимости и общего содержания солей.
Помимо комплектных лабораторий, выпускаются индивидуальные тест-комплекты для анализа всех параметров котловой воды, указанных выше, а также перманганатной окисляемости, содержания в воде примесей нефтепродуктов и масел. Из-за сложности отбора проб и необходимости кондиционирования были разработаны вспомогательные изделия – набор для отбора и переноски проб, комплект средств для приготовления очищенной воды. Они, как правило, приобретаются вместе с лабораториями ВХЭЛ.

Судовая водно-химическая экспресс-лаборатория СЛКВ, выполненная аналогично ВХЭЛ, применяется для экспресс-контроля рабочих показателей технической воды, используемой при эксплуатации судов (в силовых установках, установках водоочистки и водоподготовки).


Анализ образцов почвы и почвенных вытяжек
Химический анализ почвенных вытяжек в целом аналогичен анализу воды, но представляет собой более трудоёмкий процесс. Необходимо предварительно провести отбор проб, пробоподготовку, приготовление вытяжек. Каждый из этапов, включая саму процедуру анализа, регламентируется целым рядом соответствующих нормативно-технических документов. Нормативные методики анализа почв существенно отличаются от методик анализа воды, поэтому для работы с почвами и почвенными вытяжками компания разработала специальные серии средств экспресс-анализа. Хотя в отдельных случаях почвенные вытяжки можно анализировать и средствами, разработанными для работы с водой.

В сфере портативных средств для химического анализа почвы продукция ЗАО «Крисмас+» остаётся вне конкуренции. Аналогичное оборудование других производителей на российском рынке не представлено.

Для анализа почвы компания «Крисмас+» предлагает индивидуальные измерительные комплекты и комплектные мини-лаборатории. Можно определять кислотность, влажность, катионнообменную ёмкость почвы, содержание в почве главных катионов и анионов, фенолов и нефтепродуктов и т.п. Методики, используемые данными изделиями, соответствуют действующей нормативно-технической документации по анализу почв.

Ранцевая почвенная лаборатория модели РПЛ выполнена в виде рюкзака объёмом 70 л и весом не более 20 кг. Базовая модификация содержит все необходимое для комплексного исследования почвы по 11 основным показателям: тест-комплекты, тест-системы, набор посуды и реактивов для приготовления водных и солевых почвенных вытяжек, весы с разновесами, почвенный термометр, просеивающее сито и ряд других инструментов. Расширенные модификации этих лабораторий могут содержать набор-укладку для фотоколориметрирования (с прибором «Экотест-2020»), кондуктометр и pH-метр.

Настольная почвенная лаборатория модели НПЛ отличается универсальной настольной укладкой. Её можно применять как в стационарной лаборатории, так и в условиях базового лагеря. Она выполнена в виде раскрывающегося кейса, который в открытом виде представляет собой профессиональное рабочее место оператора. Лаборатория содержит полный комплект для анализа почвы по 14 показателям, включая набор для приготовления вытяжек, pH-метр и кондуктометр.



Санитарно-пищевой анализ
В сферу санитарно-пищевого анализа входит оценка доброкачественности пищевых продуктов и готовых блюд, а также санитарного состояния пищевых объектов, прежде всего предприятий общественного питания, и имеющегося в них столового инвентаря. Исключительная важность санитарно-пищевого контроля очевидна. Несмотря на это, на российском рынке наблюдается острый дефицит средств экспресс-оценки качества и пригодности продуктов питания и готовых блюд, а также санитарно-технического состояния объектов питания и приготовления пищи.

В нормативно-технической документации по санитарно-пищевому анализу преобладают тестовые методы, не требующие точных количественных определений. Поэтому предлагаемые компанией аналитические средства основаны на простых тест-комплектах и тестовых системах. В то же время, количество отдельных показателей, составляющих анализ качества продуктов питания и санитарного состояния объектов, весьма большое.

Санитарно-пищевая экспресс-лаборатория СПЭЛ, разработанная в соответствии с требованиями действующих нормативных документов, позволяет проводить анализ продуктов питания и пищевого сырья, а также оценку санитарного состояния пищевых объектов. Все процедуры проводятся непосредственно на пищевом объекте, без доставки образцов в лабораторию. Исследования проводятся полуколичественными и качественными (сигнальными) химическими методами с использованием унифицированных капельных экспресс-методов, а также методов с применением готовых индикаторных бумаг и тест-систем. Показатели анализа пищи, определяемые СПЭЛ, включают более 20 показателей, показатели санитарного состояния – свыше 12 показателей.

На основе СПЭЛ была разработана аналогичная войсковая портативная экспресс-лаборатория контроля питания ВПЭЛ-КП, применяемая специалистами Госсанэпиднадзора и медицинских служб для санитарно-пищевого анализа в полевых условиях, вне стационарных пищевых объектов. Список анализируемых параметров аналогичен СПЭЛ с небольшими отличиями. Методическое обеспечение лаборатории ВПЭЛ-КП было утверждено главным военно-медицинским управлением Министерства обороны Российской Федерации.


Применение портативного оборудования в учебном процессе
Оборудование ЗАО «Крисмас+» успешно и давно применяется во многих учреждениях систем общего, дополнительного и профессионального образования по всей России, охватывая разноуровневые практические работы в школах, лицеях, гимназиях, вузах. Работы учащихся с использованием оборудования ЗАО «Крисмас+» предусмотрены практическими учебными исследованиями, проектными и творческими работами по тематике изучения и оценки состояния окружающей среды, факторов безопасности жизнедеятельности, технологии пищевых продуктов, химико-экологическими и биолого-экологическими исследованиями и т.п. При этом реализуются практико-ориентированные формы образования, обеспечивается современный уровень и содержание образования, актуальная общечеловеческая тематика, направленная на сохранение природы, рациональное природопользование, воспитание здорового образа жизни, безопасность.

Отдельно стоит отметить, что ЗАО «Крисмас+» является одной из ведущих отечественных инновационных компаний в области комплексного оснащения производственных, научных и учебных лабораторий. Компания производит и поставляет практически всё для успешной и удобной работы в современных лабораториях: широчайший ассортимент оборудования, приборов и средств для химического и физического контроля объектов окружающей среды, а также богатый ассортимент лабораторной и кабинетной мебели собственного производства. По желанию заказчиков специалисты компании разрабатывают индивидуальные дизайн-проекты мебельного оснащения лабораторных и офисных помещений в едином оригинальном стиле.

Также ЗАО «Крисмас+» обладает достаточными производственными мощностями, штатом высококвалифицированных специалистов и соответствующим опытом, позволяющим осуществлять выпуск современных мобильных лабораторий под различные цели и «под ключ».

И в заключение. ЗАО «Крисмас+» берет на себя полную ответственность за всю поставляемую продукцию. Если в поставляемый комплект изделий входят приборы других производителей, наши специалисты проводят сервисное и гарантийное обслуживание этих приборов в полном объёме.

Все разработанное и производимое ЗАО «Крисмас+» оборудование в обязательном порядке в дополнение к паспортам имеет в составе руководство по применению или инструкцию.

ЗАО «Крисмас+» имеет собственный учебный центр, на базе которого работает региональный специализированный орган по сертификации образовательных услуг. Он зарегистрирован в реестре системы «Учсерт» Российской академии образования. Специалисты, проходящие стажировку в учебном центре, получают навыки эффективной работы с разработанным и производимым компанией оборудованием.

Тесное взаимодействие ЗАО «Крисмас+» с потребителями создает необходимые предпосылки для широкого применения продукции компании в самых разных областях – от социальной сферы до промышленных и теплоэнергетических предприятий.

1. А. Муравьёв, С. Жохов. Продукция компании «Крисмас+» – портативные системы для химических экспресс-анализов. / Журнал «Аналитика» №5 (2015).
2. Индикаторные трубки и газоопределители. Петрова Н.М., Муравьев А.Г., Смолев Б.В. и др. / Под ред. А.Г. Муравьева – СПб.: «Крисмас+», 2005. – 176 с., ил. ISBN: 5-89495-127-5.
3. Руководство по анализу воды. Питьевая и природная вода, почвенные вытяжки / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьёва. — Изд. 4-е, перераб. и дополн. — СПб.: «Крисмас+», 2018. — 360 с., илл. ISBN 978-5-89495-248-2.
4. Химический анализ почв. Руководство по применению почвенных лабораторий и тест-комплектов / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьёва. Изд. 3-е, перераб. и дополн. — СПб.: «Крисмас+», 2015 – 136 с., ил. ISBN: 978-5-89495-220-8.
5. Руководство по санитарно-пищевому анализу с применением тестовых средств / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьёва. — Изд. 3-е, перераб. — СПб.: «Крисмас+», 2018. — 144 c. ISBN 978-5-89495-242-0.
6. Водно-химическая экспресс-лаборатория котловая ВХЭЛ. Руководство по применению РП 203-82182574-15. / Составители: А.Г. Муравьев, В.В. Данилова, Н.А. Осадчая, И.В. Субботина, Е.Б. Кравцова. – СПб.: ЗАО «Крисмас+», 2016. – 109 с.
7. Муравьёв А.Г., Пугал Н.А., Лаврова В.Н. Экологический практикум: Учебное пособие с комплектом карт-инструкций / Под ред. к.х.н. А.Г. Муравьёва. – 5-е изд. – СПб.: Крисмас+, 2017. – 176 с.: ил. ISBN: 978-5-89495-247-5.
8. Руководство к практическим занятиям для лаборатории «Экология и охрана окружающей среды»: Учебное пособие-практикум / Под ред. А.Г. Муравьёва. – Изд. 4-е, исправл. – СПб.: «Крисмас+», 2019. – 120 с.
   

Данная статья была опубликована в научно-техническом журнале «Аналитика», выпуск #2/2019.