Shimadzu Journal Vol 03 - Environmental Analysis
Ostatní | 2015 | ShimadzuInstrumentace
V prostředí rostoucího tlaku na ochranu vodních zdrojů i půdní prostředí hraje klíčovou roli párování pokročilých analytických metod s inovativní instrumentací. Široké spektrum kontaminantů od stopových organických a anorganických látek až po perfluorované sloučeniny (POPs) vyžaduje komplexní přístup k jejich detekci, kvantifikaci a hodnocení vlivu na životní prostředí.
Vysoce výkonné kombinace analytických metod a nejmodernější instrumentace umožňují komplexní charakterizaci environmentálních vzorků, což je klíčové pro včasné odhalení kontaminace, rozhodnutí o zmírňujících opatřeních a dodržování mezinárodních dohod. Společné iniciativy výzkumných institucí a průmyslu podporují rozvoj udržitelných technologií, které šetří energie, recyklují zdroje a chrání životní prostředí.
GC, GC/MSD, HeadSpace, GC/SQ, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ, ICP-OES, GD/MP/ICP-AES, TOC
ZaměřeníŽivotní prostředí
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
V prostředí rostoucího tlaku na ochranu vodních zdrojů i půdní prostředí hraje klíčovou roli párování pokročilých analytických metod s inovativní instrumentací. Široké spektrum kontaminantů od stopových organických a anorganických látek až po perfluorované sloučeniny (POPs) vyžaduje komplexní přístup k jejich detekci, kvantifikaci a hodnocení vlivu na životní prostředí.
Cíle a přehled číselného vydání „Shimadzu Journal Issue 1“
- Představit společnost Shimadzu na 140. výročí a její strategii „Design the future – Best for our customer“.
- Ukázat příklady kolaborativního výzkumu v oblasti potravinové bezpečnosti, farmacie, klinických výzkumů, materiálových věd a forenzní / toxikologie.
- Věnovat pozornost tématu environmentální analýzy: od kvality podzemní vody po celosvětové monitorování POPs.
- Přenést zkušenosti a poznatky z výzkumných projektů univerzit a institutu Shimadzu do aplikačních studií.
Použitá metodika a instrumentace
- GC-MS (Shimadzu QP2010 Ultra) v kombinaci s on-line vzorkovačem AOC-20i/s pro separaci a detekci volatilních a polosolventných organických látek.
- HS-GC-FID (GC-2010 Plus + AOC-5000) pro měření nízkomolekulárních alkoholů a těkavých organických látek s vysokou citlivostí.
- TOC/TN analýzy (TOC-L + TNM-L) k určení organického uhlíku, dusíku a podpůrný screening kvality vody.
- ICP-OES (ICPE-9000) k simultánnímu stanovení stopových i hlavních kovových prvků v podzemní a produkční vodě.
- Multiparameter sonda (YSI Professional Plus) pro základní fyzikálně-chemické parametry in situ: pH, vodivost, redox potenciál, teplota, rozpuštěný kyslík.
- Ultra rychlý LC-MS/MS (LCMS-8040) a SPE-LC pro analýzu perfluorovaných sloučenin (PFOS, PFOA) v rámci projektu UNU-Shimadzu.
Hlavní výsledky a diskuse
- Komplementární používání GC-MS, HS-GC-FID, TOC/TN, ICP-OES a sondy odhalilo komplexní obraz chemického složení více než 1 000 vzorků podzemních vod z oblastí s netradiční těžbou uhlovodíků.
- Snížená vodivost byla silně korelována s nižší koncentrací kovů, což poskytuje levný screeningový nástroj (R2=0,87).
- HS-GC-FID umožnila odhalit metanol, ethanol, methylenchlorid a další těkavé komponenty, které byly v GC-MS problematické kvůli koeluci se solventy a atmosférickými fragmenty.
- TOC a TN poskytly rychlou indikaci organického znečištění a doplnily selektivní metody; pozitivní korelace mezi TOC a celkovou plochou píků HS-GC-FID potvrdila účelnost předběžného screeningu.
- V rámci mezinárodního projektu UNU-Shimadzu bylo získáno přes 500 dat o PFOS/PFOA v povrchových vodách 10 asijských zemí; výsledky ukazují sezonní i regionální rozdíly, přičemž vyšší koncentrace byly často v monzunovém období a v průmyslových oblastech.
- Interview s odborníky (Prof. K. Schug, Prof. M. Ike) zdůraznilo význam multiinstrumentálního přístupu, aplikace restrict access media pro ultra-stopová měření estrogenních metabolitů a perspektivy využití biodiverzity – zejména rostlin a mikrobů – k čištění odpadních vod a recyklaci kovů.
Přínosy a praktické využití metod
- Integrované měření fyzikálně-chemických parametrů a multi-technologické analýzy šetří čas, zdroje a redukují riziko falešných pozitiv.
- On-line kombinace LC-GCxGC-MS/MS (5D Ultra-e) a Nexera UC automatizuje vzorkování od SPE přes HPLC až po dvojrozměrnou GC a MS/MS, což je revoluce pro komplexní environmentální a biomedicínské aplikace.
- Monitorační programy POPs v Asii podporují harmonizaci dat, vzdělávání kapacitních center a plnění závazků Stockholmské konvence.
- Energie-úsporné modely (ECO-label) přístrojů Shimadzu snižují spotřebu energie o 25–80 % a emise CO2 až o 10 000 t ročně.
- Nové produkty (iMScope TRIO, EPMA-8050G) otevírají prostor pro prostorově-rozlišené zobrazování látek, vysoce citlivou mikroanalýzu a atomovou emisní spektrometrii s rekordním výkonem.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Rozšíření režimů ultra-nízkých emisí a režimů úspory plynu v GC-MS pro celosvětové real-time monitorování neočekávaných kontaminantů.
- Další integrace automatizovaných on-line přípravných jednotek s multidimenzionálními chromatografiemi a high-resolution MS pro sledování nových znečišťujících látek a metabolitů v real-time biodegradace.
- Vyvíjející se metody využívající umělou inteligenci a chemometriku ke zpracování „big data“ z multi-instrumentálních platforem a odhadování environmentálních dopadů.
- Využití biodiverzity k syntéze inovativních bio-sorbentů pro selektivní extrakci a recyklaci vzácných kovů z odpadních vod.
- Prohloubení mezinárodních sítí pro sdílení kvalitních analytických dat a standardizaci metod v souladu se Stockholmskou konvencí a ISO normami.
Závěr
Vysoce výkonné kombinace analytických metod a nejmodernější instrumentace umožňují komplexní charakterizaci environmentálních vzorků, což je klíčové pro včasné odhalení kontaminace, rozhodnutí o zmírňujících opatřeních a dodržování mezinárodních dohod. Společné iniciativy výzkumných institucí a průmyslu podporují rozvoj udržitelných technologií, které šetří energie, recyklují zdroje a chrání životní prostředí.
Reference
- Fontenot B.E. et al. Environ. Sci. Technol. 2013, 47, 10032–10040.
- Rice E.W. et al. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 22nd ed., APHA/AWWA/WEF, 2012.
- ISO 25101:2009(E): Water quality – Determination of PFOS and PFOA by SPE-LC-MS/MS.
- Impacts of Shale Gas Wastewater Disposal on Water Quality in Western Pennsylvania, Environ. Sci. Technol., 2013, 47 (20), pp 11849–11857.
- Ariga K. et al. JST CREST Project Reports, 2012–2015.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Accurate Mass Analysis of Hydraulic Fracturing Waters: Identification of Polyethylene Glycol Surfactants by LC/Q-TOF-MS
2015|Agilent Technologies|Aplikace
Accurate Mass Analysis of Hydraulic Fracturing Waters: Identification of Polyethylene Glycol Surfactants by LC/Q-TOF-MS Application Note Authors Abstract E. Michael Thurman and Imma Ferrer A combination of UHPLC followed by LC/Q-TOF-MS was used to detect suites of Center for Environmental…
Klíčová slova
flowback, flowbackkendrick, kendrickhydraulic, hydraulicfracturing, fracturingmass, masstof, tofpolyethylene, polyethylenepegs, pegsaccurate, accurateglycol, glycoluhplc, uhplcion, ioncolorado, coloradocounts, countscompounds
Interview with Prof. Kevin A. Schug
|Shimadzu|Ostatní
Insight from Customer Interview with Prof. Kevin A. Schug We interviewed with Dr. Kevin A. Schug, Associate Professor and Shimadzu Distinguished Professor of Analytical Chemistry in the Department of Chemistry and Biochemistry at the University of Texas at Arlington (UT…
Klíčová slova
shimadzu, shimadzuour, ourresearch, researchyou, youinsight, insighttrap, trapwhat, whatstudents, studentsquercetin, quercetinestrogens, estrogenswhy, whyhave, havecustomer, customerthings, thingsliquid
The Importance of Anion and Organic Acid Determinations in Fracking Wastewater by Ion Chromatography
2013|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Monika Verma, Richard Jack, Ph.D and Carl Fisher, Ph.D Thermo Fisher Scientific, Sunnyvale, CA, USA Executive Summary Hydraulic Fracturing is a process that extracts natural gas and oil from underground rock formations. There are environmental concerns that hydraulic fracturing may…
Klíčová slova
fracturing, fracturinghydraulic, hydraulicfracking, frackingchloride, chlorideflowback, flowbackshale, shalewastewater, wastewaterorganic, organictotal, totalmay, mayminutes, minutesdionex, dionexwater, wateregc, egcsulfide
Monitoring and Management of POPs in Asia - Monitoring of PFCs in Environmental Water in the Asian Region
2016|Shimadzu|Ostatní
C219-E013 Monitoring and Management of POPs in Asia Monitoring of PFCs in Environmental Water in the Asian Region UNU-IAS-Shimadzu Partnership Project Environmental water contains a variety of elements, 10 Asian countries with the analytical scientific knowledge including those related to…
Klíčová slova
unu, unuproject, projectpfcs, pfcsenvironmental, environmentalias, iaspops, popsviet, vietshimadzu, shimadzuwater, waterpakistan, pakistannam, namuniversity, universityasian, asiansingapore, singaporeuip