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GAIAMBIENTE è organizzata in tre sezioni: gli uffici, il laboratorio e il magazzino per il deposito e l’archiviazione dei campioni. Vista la nostra principale attività la sezione più interessante e rilevante è il laboratorio. Un laboratorio, o meglio il nostro laboratorio, non è solamente costituito da attrezzature e strumenti (a riguardo, ci tengo a sottolineare che il nostro è uno dei più attrezzati della Provincia di Udine), ma è anche personale, luoghi e spazi.
È stato organizzato in modo tale da creare una flusso che inizia dalla preparazione preliminare dei campioni e si conclude con l’arrivo dell’essenza del campione trattato, alle analisi strumentali più sofisticate. Le attrezzature disponibili sono molte e all’avanguardia per livello di tecnologia e innovazione e cresceranno ancora, perché è assolutamente importante adeguarsi alle sempre maggiori richieste di sensibilità che le leggi ambientali, sia a livello nazionale che a livello europeo, stanno imponendo ai laboratori di controllo. Di conseguenza diventa sempre più fondamentale rispondere in tempi brevi e con estrema sicurezza alle richieste dei nostri clienti. Scegliamo gli strumenti più sofisticati, avendo ben presente però che la qualità dei dati emerge soprattutto dalla competenza degli operatori che utilizzano queste macchine.
Analizzatore elementare SKALAR modello PrimacsATC-100, basato sul principio della combustione catalitica ad alta temperatura per la determinazione di carbonio totale (TC), carbonio organico (TOC), carbonio inorganico (TIC) e carbonio elementare (EC/ROC) in tutti i composti organici e molti inorganici, su campioni solidi e liquidi.
Primacs è particolarmente indicato per l’analisi di elevate quantità di prodotti anche inomogenei o di difficile combustione.
L’ICP-OES, o ICP-AES (spettrometria di emissione ottica), è uno strumento utilizzato in laboratorio chimico per la determinazione dei metalli. L’acronimo ICP-OES sta per “Inductively Coupled Plasma – Optical Emission Spectroscopy”. Si tratta di uno strumento analitico in grado di misurare la luce (emissione ottica) prodotta da un campione quando introdotto in un plasma di gas argon, accoppiato induttivamente. Attraverso questo meccanismo è possibile quantificare i metalli contenuti nel campione misurandone, per ognuno, l’intensità della luce emessa. Per la determinazione in ICP-OES è necessario avere campioni in forma liquida. Per matrici solide si può procedere con una fase preliminare di mineralizzazione, ovvero una tecnica di disgregazione della matrice solida a soluzione liquida.
La Spettrometria di Massa associata alla tecnica ICP viene utilizzata in laboratorio analitico per la determinazione dei metalli. L’acronimo ICP-MS sta per inductively coupled plasma – mass spectrometry, cioè spettrometro di massa accoppiato ad un plasma. La Spettrometria di Massa permette di determinare i metalli in concentrazioni molto basse ed è la tecnica più sensibile per la determinazione dei metalli nelle acque, ma anche nei terreni e nei rifiuti. Inoltre, l’ICP-MS è in grado di analizzare i metalli pesanti in concentrazioni molto basse anche arrivando ai ng/l.
Carbonio, Idrogeno, Azoto, Ossigeno; i componenti principali di molte sostanze organiche possono essere determinati con questo strumento. L’autocampionatore fa cadere il campione dentro una fornace a 1100 °C, i gas di combustione vengono separati da una colonna cromatografica ed infine rilevati grazie ad un detector TCD.
Determinare il carbonio organico totale (TOC ovvero Total Organic Carbon) o disciolto (DOC) nonché quello inorganico (TIC) derivante ad esempio dai carbonati, è importante per diversi profili analitici, si pensi ai test di cessione per i rifiuti che vengono avviati in discarica o ai materiali di riciclo utilizzati come sottofondi stradali. Per fare queste indagini è necessario avere uno strumento dedicato come questo potente Shimadzu.
La gascromatografia è una tecnica ampiamente utilizzata per la identificazione e quantificazione di composti organici. I detector come il FID, universale e affidabile, o l’ECD altamente selettivo ed estremamente sensibile per l’analisi di composti alogenati, sono ottimi ma il massimo della performance si ha con i detector di massa, capaci non solo di quantificare concentrazioni molto basse ma perfino di identificare i composti che vengono rilevati.
I detector di massa hanno grandi potenzialità, in tecnica SCAN possono individuare la sostanza chimica che esce dalla colonna gascromatografica confrontandone lo spettro con un’ampia libreria, in tecnica SIM riescono a rilevare concentrazioni molto basse di composti organici in modo estremamente selettivo. La tecnica Triplo Quadrupolo consente una doppia frammentazione delle molecole aumentando notevolmente la selettività analitica. Questo strumento è la punta di diamante del nostro laboratorio organici.
Prima il purge, ovvero lo strippaggio di composti organici volatili da campioni d’acqua o di suolo e poi il trap dove tutte queste sostanze si concentrano. Finita questa prima fase la trap viene riscaldata in corrente di elio e i composti intrappolati vengono rimossi e inviati ad un gascromatografo con detector di massa. Risultato: una sensibilità spettacolare!
Si racconta che il botanico russo Michail Cvet (noto in occidente come Tswett) intuì il principio della cromatografia osservando come una macchia di vino su una tovaglia bianca si allargasse e si dividesse in sottili circonferenze diversamente colorate quando al suo centro veniva versata goccia a goccia dell’acqua. Oggi questa idea è diventata un potente mezzo di analisi grazie ad apparecchiature sofisticate come l’High Pressure Liquid Chromatography.
La cromatografia ionica è ampiamente utilizzata per determinare anioni e cationi in acque ed eluati di materiali solidi. Il Cromatografo Ionico Metrohm 881 compact IC è tra i più performanti strumenti compatti da laboratorio. Grazie alla colonna per anioni di alta qualità questo strumento permette la determinazione di anioni quali Fluoruri, Cloruri, Bromuri, Ioduri, Nitriti, Nitrati, Fosfati, Solfiti, Solfati, ma anche Bromati, Clorati, ecc. con grande sensibilità e stabilità di segnale.
La spettrofotometria viene ampiamente impiegata nelle analisi chimiche ambientali. La sua forza sta soprattutto nella sua semplicità. Molte sostanze chimiche (es.: ammoniaca, nitriti, Cromo VI, fenoli, ecc.) danno luogo a reazioni molto selettive che generano composti intensamente colorati, l’intensità del colore è proporzionale alla concentrazione della sostanza che si vuole determinare. Lo spettrofotometro Cary 60, con la sua sensibilità, selettività e stabilità di segnale al top di gamma, permette di quantificare la concentrazione di molti composti con estrema accuratezza.
La spettrofotometria all’infrarosso è una tecnica interessante che utilizza radiazioni non visibili all’occhio umano perché situate a lunghezze d’onda superiori a quelle della luce visibile (700-3500 nm). Molte molecole organiche assorbono radiazione a queste lunghezze d’onda fornendo uno spettro caratteristico che può essere utilizzato per riconoscerne la natura. Applicando la trasformata di Fourier allo spettro infrarosso si aumenta la sensibilità ed il potere risolutivo. Questo strumento viene impiegato per la determinazione analitica degli idrocarburi e dell’amianto.
Il calorimetro isoperibolico permette di determinare rapidamente il potere calorifico dei materiali, sia liquidi che solidi, purché dotati di un potere calorifico superiore a 500 KJ/Kg. Inoltre la bomba di Mahler consente di effettuare la fase preparativa per la determinazione di Cloro, Fluoro, Bromo, Iodio e Zolfo nelle matrici analizzate.
Il microscopio è un po’ il simbolo dei laboratori, ma con la chimica ha poco a che fare. La microscopia ottica a contrasto di fase permette di identificare le fibre di amianto sia sui filtri utilizzati per la valutazione delle fibre aerodisperse, sia sui materiali in massa. L’unico punto critico è che richiede molta esperienza.
La microscopia elettronica è una tecnica che sfrutta l’interazione tra un fascio di elettroni e gli atomi e permette di generare immagini con ingrandimenti molto elevati superando il limite risolutivo della microscopia ottica. Il SEM garantisce inoltre immagini con una maggior profondità di campo e, nel nostro caso, è dotato di detector EDS, che permette di ottenere informazioni composizionali relative al campione in esame.
I dispositivi di mineralizzazione a microonde permettono di preparare i campioni per eseguire analisi di laboratorio in modo efficiente e preciso. La mineralizzazione acida tramite microonde permette di velocizzare la digestione, riduce al minimo la manipolazione del campione, rende possibile una migliore ottimizzazione delle reazioni e permette di disgregare campioni solidi portandoli a una forma liquida analizzabile con strumenti come l’ICP-OES o l’ICP-MS.
Alla fine dell’Ottocento il chimico tedesco Franz Ritter, stanco di maneggiare grandi quantità di solventi, si inventò un geniale apparecchietto che gli valse il titolo di von Soxhlet e che fino a non molto tempo fa è rimasto il migliore sistema per estrarre sostanze organiche da matrici solide. L’apparecchio di Soxhlet è stato surclassato solamente da una moderna serie di apparecchiature che sono in grado di effettuare l’estrazione in modo molto efficace grazie all’azione contemporanea della temperatura e della pressione. Lo Speed Extractor permette di eseguire l’estrazione simultanea di sei campioni nell’arco di meno di un’ora. Un aumento di produttività incredibile se si pensa che il sistema Soxhlet richiedeva ore e ore.
Antoine Lourent de Lavoisier, il padre della chimica, comprese i fondamenti della nuova scienza grazie ad una bilancia di grande precisione che si fece costruire da un famoso orologiaio di Parigi. Ancora oggi per la chimica e soprattutto per la chimica analitica la bilancia è uno strumento fondamentale. Grazie agli sviluppi della tecnologia possiamo avere bilance di grande precisione e sensibilità ad un costo assai più ragionevole di quello che dovette sborsare Lavoisier. Le bilance a cinque cifre (in grado di leggere il centesimo di milligrammo) della Mettler Toledo e della Sartorius sono tra i migliori strumenti reperibili sul mercato.
Campionare le emissioni in atmosfera è tutt’altro che facile, eseguire le misure seguendo le norme UNI lo è ancora meno. Per questo motivo sono necessari tecnici qualificati e strumentazione sofisticata, delicata e costosa. Le nostre squadre per l’analisi delle emissioni dispongono di strumenti all’avanguardia che usano con perizia e competenza.
