Научная статья на тему 'Опыт организации деятельности аналитической лаборатории при решении прикладных задач гидрогеологии'

Опыт организации деятельности аналитической лаборатории при решении прикладных задач гидрогеологии Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
525
49
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АККРЕДИТОВАННАЯ ЛАБОРАТОРИЯ / КАЧЕСТВО / ACCREDITED LABORATORY / QUALITY

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Хващевская Альбина Анатольевна

Представлен опыт организации деятельности аккредитованной аналитической лаборатории по анализу вод природных поверхностных и подземных, питьевых и сточных различной степени минерализации при решении практических и теоретических вопросов геохимии (изучение условий формирования состава вод, оценка их качества для различных целей водопользования, поиски и разведка полезных ископаемых и пр.).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Опыт организации деятельности аналитической лаборатории при решении прикладных задач гидрогеологии»

УДК 556.023

ОПЫТ ОРГАНИЗАЦИИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ ПРИ РЕШЕНИИ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ ГИДРОГЕОЛОГИИ

А.А. Хващевская

Томский политехнический университет E-mail: unpc_voda@mail.ru

Представлен опыт организации деятельности аккредитованной аналитической лаборатории по анализу вод природных поверхностных и подземных, питьевых и сточных различной степени минерализации при решении практических и теоретических вопросов геохимии (изучение условий формирования состава вод, оценка их качества для различных целей водопользования, поиски и разведка полезных ископаемых и пр.).

Ключевые слова:

Аккредитованная лаборатория, качество.

Аналитическая химия как прикладная наука создает количественную основу для фундаментальных исследований и практических разработок в геологии, гидрогеологии, геохимии и других науках. Ее данные обеспечивают современный уровень геологического картирования; прогноз, поиски и разведку месторождений полезных ископаемых; количественную оценку прогнозных ресурсов и запасов; оценку экологического состояния окружающей среды; мониторинг состояния и изменения качества окружающей среды.

В арсенале современной аналитики имеется широкий комплекс аналитических методов, методический аппарат и современный парк оборудования. Вместе с тем организация деятельности современной аналитической лаборатории соответствует требованиям Системы аккредитации аналитических лабораторий (СААЛ) (до 2011 г.), Росаккредитации и требованиям национальных и международных стандартов ИСО 9001, ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 [1] и удовлетворяет следующим критериям.

Критерии совершенной лаборатории:

• многократно подтвержденный аттестат аккредитации;

• автоматизация лабораторных процессов (наличие ЛИМС);

• эффективная кадровая политика, подбор персонала и повышение его квалификации;

• совершенная материальная база - необходимое лабораторное оборудование и материалы, своевременно поверяемые средства измерения, реактивы, стандартные образцы;

• установленные условия обеспечения качества и безопасности испытаний;

• наличие процедуры контроля качества испытаний и проведение корректирующих мероприятий по его результатам;

• систематическое участие в межлабораторных сравнительных испытаниях (МСИ) и последующие корректирующие мероприятия по его результатам;

• наличие эффективной системы менеджмента качества с учетом ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025;

• длительный опыт делового совершенства.

Соответствовать всем этим требованиям стремится Проблемная научно-

исследовательская лаборатория (ПНИЛ) гидрогеохимии Научно-образовательного центра «Вода» Института природных ресурсов ТПУ

Хващевская Альбина Анатольевна, канд. геол.-минерал. наук, заведующий лабораторией кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии Института природных ресурсов ТПУ.

E-mail: unpc_voda@mail.ru.

Область научных интересов: анализ и оценка качества вод.

Историческая справка

В соответствии с научным положением академика В.И. Вернадского о динамическом равновесии системы вода-порода-газ-органическое вещество, характер которого определяет направленность геохимических процессов и формирование состава вод, в 1963 г. П. А. Удодовым создана ПНИЛ гидрогеохимии как комплексная аналитическая лаборатория для определения широкого комплекса химических элементов, водорастворенных газов Не, Н2, 02, С02, СН4 и др., бактерий геохимического цикла серы, углерода, железа и азота, являющихся чутким индикатором экологического состояния вод, органических веществ, изотопов углерода.

К настоящему времени в лаборатории получена гидрогеохимическая информация о распространенности химических элементов практически во всех гидрогеохимических провинциях и ландшафтно-климатических зонах - тундровых, горно-таежных и степных, выяснены процессы накопления и рассеяния химических элементов в водах и объяснены условия формирования природных повышенных концентраций ряда химических элементов, превышающих ПДК для питьевых вод: А1 Fe Мп Са (Ва Бг) на основе анализа стадийности эволюционного разви-

тия системы вода-порода в определенных геохимических типах вод, сопряженных с образующимися вторичными минералами: гиббситом, гетитом, каолинитом, кальцитом и др., разработана методика гидрогеохимических методов поиска рудных месторождений и пр.

Структура лаборатории

Лаборатория является структурным подразделением научно-образовательного центра «Вода» Института природных ресурсов Томского политехнического университета (далее лаборатория). В состав лаборатории входит два сектора - геохимический и аналитический.

Аналитический сектор является базовым и состоит из шести групп: 1) общего количественного химического анализа (КХА) и 2) количественного химического анализа микрокомпонентов, осуществляющих определение химических элементов в природных, в том числе минеральных, пресных, соленых водах и рассолах, сточных водах с использованием методов титриметрии, потенциометрии, фотоколориметрии, флуориметрии, атомной абсорбции и ионной хроматографии, инверсионной вольтамперометрии, атомно-эмиссионной спектрометрии; 3) газово-хроматографического анализа, осуществляющего определение газов природных, в том числе растворенных в воде и нефти, и нефтепродуктов в водах; 4) микробиологии и анализа органических веществ, осуществляющая определение органических веществ и микрофлоры группы углерода, азота, серы, железа с целью изучения геохимических процессов обогащения вод химическими элементами, оценки их экологического состояния, решения геотехнологиче-ских задач; 5) грунтоведения, осуществляющая определения показателей влажности, плотности и гранулометрического состава для целей инженерно-геологических исследований и строительства; 6) биотестирования, осуществляющая определение токсичности вод по реакции инфузорий, предназначенную для оперативного контроля токсичности проб поверхностных, грунтовых, пресных, хозяйственно-питьевых и промышленных сточных вод, водных вытяжек из почвы, донных осадков и промысловых отходов.

Сектор геохимического анализа и прогноза осуществляет геохимическое картирование и отбор проб. Выполняет камеральные работы по обработке полевых материалов и результатов КХА. Проводит геологические и геолого-экологические исследования и дает заключения о качестве природных вод, соответствии их требованиям нормативных документов, составу минеральных вод, оценке эколого-геохимического состояния водной среды и воздействия промышленных предприятий, а также делает геохимический прогноз изменения качества вод, в том числе при заводнении нефтяных пластов.

Деятельность лаборатории

Лаборатория функционирует с целью получения новой информации о распространенности химических элементов и их соединений в водах разных геохимических типов и обеспечения подразделений ТПУ и заказчиков достоверной информацией о состоянии окружающей природной среды в зоне деятельности предприятий заказчиков, о химическом, микробиологическом, газовом составе и токсичности следующих объектов:

• воды природной подземной и поверхностной;

• воды источников (поверхностных, подземных) централизованного и нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения,

• воды для заводнения нефтяных пластов;

• сточных вод;

• почв и донных отложений,

• а также о физико-химических свойствах грунтов.

Лаборатория обеспечивает выполнение аналитических работ в закрепленной за ней области аккредитации с целью:

• осуществления многоцелевого геохимического картирования;

• геолого-экологических исследований;

• поиска источников водоснабжения и минеральных вод;

• инженерно-геологических исследований и изысканий для строительства зданий и сооружений I и II уровней ответственности в соответствии с государственным стандартом;

• геохимического прогноза рудоносности и нефтегазоносности;

• оценки качества природных вод и водоподготовки;

• мониторинга качества вод и эколого-геохимического состояния объектов окружающей среды;

• контроля качества питьевой и минеральной воды;

• производственного геологического, технологического контроля качества воды для заводнения нефтяных пластов;

• оценки загрязненности природных, питьевых, сточных вод, почв, донных осадков и промысловых отходов.

Аккредитация

Лаборатория аккредитована в системе аккредитации аналитических лабораторий (СА-АЛ) и подтверждает свою компетентность и соответствие требованиям СААЛ, ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 в утвержденной области в течение 13 лет. В лаборатории разработано и успешно применяется Руководство по качеству, отражающее организацию работ по осуществлению измерений показателей объектов, входящих в область аккредитации. Проводится определение широкого круга показателей:

• обобщенных, неорганических химических элементов (pH, NH4; N0^ N0^ Р04, Б04; С1, F, I, Вг, Са, М^ №,, К, Fe, А1, Б1, Мп, Li, Бг, РЬ, Си, Zn, Сё, В1, Ля, А^ Н& Мо, N1, Со, Сг, Ва, В, Ве, Бе, Бп и др.);

• органического вещества (общий, неорганический, летучий и нелетучий органический углерод, нефтепродукты, фенолы, СПАВ, фульво- и гуминовые кислоты, окисляемость, ХПК, БПК и др.,);

• микрофлоры, бактерий геохимического цикла углерода, азота, серы и железа, состава водорастворенного газа (Не, Н, 02, N С02, СН4, пСН4 и др.).

Проведение любого рода исследований для реализации перечисленных выше целей сопровождается различным набором определяемых показателей. При этом уровень их содержаний может варьировать от тысячных до десятков и сотен мг/л.

Кадровая политика

Специалисты лаборатории имеют образование в соответствии с квалификационными требованиями. Одно из направлений кадровой политики лаборатории - повышение и подтверждение квалификации сотрудников, включающее стажировку на рабочем месте для вновь поступающего персонала, проведение и участие в научных семинарах кафедры и подразделениях ТПУ, научно-практических семинарах компаний производителей аналитического оборудования (ООО «Люмэкс-маркетинг» г. С-Петербург, Брекгошка г. Москва) и аналитического центра ЗАО «Роса», направление специалистов на курсы повышения квалификации в организации идентичного профиля деятельности, а также учеба в аспирантуре.

Нормативно-методическое обеспечение

Перечень представленных выше показателей определяется требованиями нормативных документов различного функционального назначения объекта исследования. Прежде всего, это Санитарные правила и нормы и гигиенические нормативы по охране вод СанПиН 2.1.5.980-00, ГН 2.1.5.2280-07, СП 2.1.5.1059-01, а так же для оценки качества воды питьевой: централизованных систем водоснабжения СанПиН 2.1.5.980-00, СанПиН 2.1.4.1074-01, ГН 2.1.5.1315-03; нецентрализованного водоснабжения СанПиН 2.1.4.1175-02; расфасованной в емкости СанПиН 2.1.4.1116-02 и ГОСТ Р 52109-2003; минеральной питьевой лечебной и лечебно-столовой ГОСТ 13273-88.

Требования к качеству воды для заводнения нефтяных пластов регламентируются ОСТ 39-225-88, РД 39-1-1155-84, для инженерно-экологических изысканий для строительства требования отражены в СП 11-104-97, СП 11-102-97, СП 11-105-97, СНиП 2.03.11-85.

Для проведения работ в утвержденной области аккредитации у лаборатории в наличии имеется актуализированный фонд нормативной документации (НД) ранга ГОСТ, ГОСТ Р, РД, ПНД Ф, ФР, ОСТ. Анализ объектов, входящих в область аккредитации лаборатории, проводится по методикам, внесенным в государственный реестр методик КХА и оценки состояния объектов окружающей среды, формируемого ФГУ «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия», «Федерального перечня методик выполнения измерений, допущенных для государственного экологического контроля применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнений», пересмотренных с учетом требований ГОСТ Р ИСО 5725. Перечень используемых в лаборатории методик включен в Паспорт лаборатории.

Оснащенность

Для проведения аналитических работ в области, закрепленной аттестатом аккредитации, лаборатория обеспечена необходимым оборудованием. В настоящий момент в лаборатории эксплуатируется порядка 80 единиц оборудования. В соответствии с утвержденным графиком проводится его поверка (СИ) и аттестация (ИО). В лаборатории имеется банк данных по производителям и поставщикам аналитического и сопутствующего ему оборудованию. Постоянными и надежными основными поставщиками оборудования в лабораторию являются компании Брекгошка г. Москва (ионные хроматографы, анализатор углерода), «Люмэкс маркетинг» г. С-Петербург (анализаторы жидкости «Флюорат», МГА-915), «Томьаналит» г. Томск (вольтампе-рометрические анализаторы), «ЮНИКО-СИС» г. С-Петербург (спектрофотометры), ООО НПП «Эконикс» г. Москва (потенциометрическое оборудование) и др. Каждая единица приобретенного оборудования проходит процедуру входного контроля и запуска для своевременного исключения возможной заводской неисправности и получения надежной и достоверной информации об объекте исследования.

Контроль качества

В лаборатории функционирует система менеджмента качества, основные элементы которой изложены в Руководстве по качеству. С целью подтверждения информации о соответствии лаборатории требованиям системы качества и ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025 осуществляются внутренние проверки процедур, регламентированных Руководством по качеству на основании программы внутренних проверок, составлены планы-графики контроля, осуществляется анализ информации, полученной по результатам контроля качества, разрабатываются необходимые корректирующие и предупреждающие действия. Экспериментальная проверка технической компетенции лаборатории проводится в рамках межлабораторных сравнительных испытаний (МСИ). Экспертной организацией и координатором проведения выступал ФГУП «УНИИМ» г. Екатеринбург. Результаты участия лаборатории в МСИ за 2010 г., приведенные в таблице, являются удовлетворительными.

Таблица. Результаты участия ПНИЛ гидрогеохимии в_МСИ_за_2010 г.

Объект Показатель Результат анализа, мг/дм3 Аттестованное значение, мг/дм3

АПАВ 0,172 0,20

Фосфат-ион 1,48 1,50

1,02 1,00

Фторид-ион 1,51 1,50

0,81 0,75

Хлорид-ион 62,1 65,0

54,6 50,0

Нитрат-ион 31,2 25,0

Вода природная 9,06 8,0

Железо общее 1,12 1,00

Цинк 0,81 1,00

Общая жесткость, °Ж 3,0 3,06

Кальций 30,0 30,1

Магний 18,3 18,2

Калий 4,8 5,08

Натрий 27,0 23,8

Марганец 0,052 0,05

Сульфат-ион 91,35 94,7

Работа с заказчиками

Долгосрочный опыт работы лаборатории это и большой опыт партнерской работы. Основными партнерами (заказчиками) являются Томские ВУЗы - подразделения ТПУ и ТГУ, академические институты - Томский филиал Института нефтегазовой геологии, геофизики им А.А. Трофимука СО РАН (ТФ ИГГГ СОРАН), производственные организации - ООО «Томская нефть», ОАО «ТомскНИПИнефть ВНК», ООО «ЖИАНТ», ЗАО «ЭлеСи», ОАО «Томскгеомони-торинг», ООО «Центр гидрогеологических исследований», ООО «Томская комплексная геологоразведочная экспедиция» и др.

Лаборатория поддерживает связь с заказчиком по разъяснению технических вопросов по отбору и доставке проб для анализа; информирует о результатах аналитических работ или отклонениях в ходе работ, при необходимости - корректирует планы и содержания работ и т. д. Все спорные вопросы, возникающие в ходе проведения аналитических работ, обсуждаются руководством лаборатории и согласовываются с заказчиком, при необходимости вносят изменения и дополнения к договору, контракту.

Связь с учебным процессом

Получаемый в лаборатории большой фактический материал имеет высокий уровень достоверности, что позволяет реализовывать ориентацию на единство научного и образовательного процессов. С использованием полученной в лаборатории информации расширены разделы лекционных курсов и лабораторных работ по 13 учебным дисциплинам: «Гидрогеохимия зоны гипергенеза», «Синергетика геологических систем», «Комплексное использование и охрана водных ресурсов», «Гидрогеохимические поиски МПИ», «Водная миграция химических элементов», «Геологическая эволюция системы вода-порода», «Нефтегазовая гидрогеология», «Общая гидрогеология», «Биология», «Почвоведение», «Ландшафты и природно-техногенные комплексы», «Анализ и улучшение качества вод», «Водные ресурсы и основы водного хозяйства».

Опубликовано учебное пособие «Микробиология воды». Подготовлены учебные пособия для проведения учебных эколого-гидрогеологических и гидрогеологических практик «Путеводитель по соленым минеральным озерам Южно-Минусинского бассейна Хакасии» и «Путеводитель по минеральным водам Хакасии».

Лаборатория обеспечивает выполнение выпускных квалификационных и научноисследовательских работ студентов, магистрантов, аспирантов и докторантов, среди которых есть Лауреаты университетского тура Всероссийского конкурса НИР магистрантов и студентов по разделу: «Горное дело, горнодобывающая промышленность, геолого-минералогические науки», победители конкурса «Лучший выпускник России» в 2006 и 2007 гг., обладатели Международной стипендии им. академика В.И. Вернадского, стипендии Президента РФ. Разрабатывается программа послевузовского образования «Методы анализа природных вод и требования к обоснованию их качества при проведении эколого-геохимических и геохимических исследований».

Разработка нормативной документации

Одновременно с выполнением аналитических работ на базе лаборатории совместно с Центром по метрологии ТПУ и другими организациями разработаны и зарегистрированы в Федеральном информационном фонде следующие методики измерений: ФР. 1.31.2011.10459 (определение кислорода в воде), ФР. 1.31.2011.09966 (определение сульфат-ионов в воде), ФР. 1.31.2011.09190 (определение карбонат-, гидрокарбонат-ионов и свободной угольной кислоты в воде), ФР.1.31.2011.09191 (определение жесткости воды) и др.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий» // Помощь по ГОСТАм. 2012. иКЪ: ■^^^0я1;Ье1р.т^081;^081;161.Ь1;т1. 2012 (дата обращения: 15.03.2012).

Поступила 12.04.2012 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.