Пропустить команды ленты
Пропустить до основного контента
Изменить
  
  
  
  
Страница главного редактора
  
 
1 999
54
1
РЕНТГЕНОВСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
По своему принципу рентгеновские методы делятся на рентгеноабсорбционные, рентгеноэмиссионные и рентгенофлуоресцентные. Первые применяют довольно редко, хотя они удобны для определения, например, тяжелых атомов в матрице из легких атомов (свинец в бензине). Вторые весьма широко используют в варианте микроанализа - электронного зонда. Но наибольшее значение в настоящее время имеют, по-видимому, рентгенофлуоресцентные методы.
Рентгеноэмиссионный микроанализ - важное средство изучения минералов, горных пород, металлов, сплавов и многих других твердых объектов, прежде всего многофазных. Метод позволяет проводить анализ "в точке" (диаметр - до 500 нм и глубина вплоть до 1-2 микронов) или на участке поверхности за счет сканирования. Пределы обнаружения в этом случае обычно невелики, точность анализа оставляет желать лучшего, но как прием качественного и полуколичественного исследования включений и других неоднородностей электронный зонд давно завоевал общее признание. Несколько фирм производили и производят соответствующие приборы, в том числе приборы-комбайны, обеспечивающие анализ и другими методами - ЭСХА, оже-электронной спектроскопией, масс-спектрометрией вторичных ионов. Аппаратура эта обычно сложная и дорогая.
Рентгенофлуоресцентный метод (РФА) - массовый, повсеместно применяемый, отличающийся важными достоинствами. Это анализ без разрушения; многоэле-ментность в сочетании с экспрессностью, что обеспечивает высокую производительность; довольно высокая точность; возможность создания небольших и не очень дорогих приборов, в том числе упрощенных анализаторов, например для быстрого определения драгоценных металлов в изделиях. Однако применяют также универсальные и непростые спектрометры, особенно для научно-исследовательских работ. Основная рубрикация рентгенофлуоресцентных приборов, однако, иная: их делят на энергодисперсионные и с дисперсией по длинам волн.
Рентгенофлуоресцентный метод решает задачи определения основных компонентов в геологических объектах, цементах, сплавах, и в последнее время - в объектах окружающей среды. Можно определять почти все элементы, кроме элементов начала периодической системы. Пределы обнаружения не слишком низкие (обычно до lO-3-lO-4%), но зато погрешность вполне допустима даже при определении основных компонентов. Решено немало теоретических проблем метода, например в области учета различных мешающих влияний. В бывшем СССР развитие РФА было вначале связано с Ростовским, затем Иркутским университетами; теперь есть и другие школы - в Санкт-Петербурге, Москве и других городах России.
 
1 999
54
2
НЕИСЧЕРПАННЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ ПРЕДЕЛА ОБНАРУЖЕНИЯ

Во многих методах определения аналитический сигнал продуцируется небольшой, иногда ничтожно малой частью от общего количества определяемого компонента, содержащегося в анализируемой пробе. Например, если при атомно-абсорбционном определении с электротермическим атомизатором из раствора, приготовленного в колбе объемом 25 мл, автосамплер отбирает 100 мкл и вносит этот объем в атомизатор, то непосредственно для получения аналитического сигнала используется 0.004 определяемого элемента. К тому же не все введенное количество элемента переходит в атомный пар, и только часть его в атомизаторе попадает в зону оптической регистрации. Сходную картину мы имеем при пламенном атомно-абсорбционном, спектрофотометрическом или вольтамперометрическом определении, в газохроматографическом или масс-спектрометрическом анализе.

Можно пытаться совершенствовать сам метод определения таким образом, чтобы он позволял оперировать с большими аналитическими "навесками", однако этот путь труден и часто практически нереализуем. Более продуктивен здесь подход, нацеленный на повышение доли непосредственно регистрируемых атомов или молекул - даже и в очень малом используемом объеме или в малой общей массе пробы. Так, этот путь давно испытан в атомно-эмиссионном анализе: пытаются увеличить долю возбужденных атомов. В спектрофотометрии и атомной абсорбции применяют "многоходовые кюветы" - системы зеркал, позволяющие оптическому лучу проходить анализируемую среду множество раз.
Однако легче и универсальнее другой путь. Если метод определения требует очень небольшого объема анализируемого раствора, газа и т.д., то естественно стремление сосредоточить в этот объем как можно большее количество определяемого компонента, что можно достичь за счет концентрирования.
Этот весьма распространенный подход можно иллюстрировать недавним эффектным примером. При газохроматографическом или хромато-масс-спектрометрическом определении органических веществ средней летучести в водах их концентрировали на специально приготовленном сорбенте в динамическом режиме, а затем методом термодесорбции сразу удаляли с сорбента и весь концентрат анализировали. При этом удалось достичь чрезвычайно низких пределов обнаружения многих веществ, в том числе весьма токсичных.

 
1 999
54
3
МЕТОДОЛОГИЯ ЭКОАНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Обычно аналитический контроль объектов окружающей среды базируется на сопоставлении результатов химического анализа с нормируемыми величинами концентраций контролируемых веществ. В нашей стране это прежде всего предельно допустимые концентрации (ПДК), устанавливаемые гигиенистами для вод различного типа, воздуха и других объектов. Считается, что если на вещество установлена ПДК, должна быть методика определения этого вещества на уровне концентраций хотя бы в 2-5 раз ниже ПДК и, конечно, не выше ее. В настоящее время в России для вод разного типа нормируется приблизительно полторы тысячи веществ; это, как уже сказано, означает, что в распоряжении контрольных служб есть как минимум такое же число надежных методик, и все они в нужный момент и в нужном месте могут быть задействованы. Реальное положение, однако, несколько иное. В основном контролируют ограниченное число показателей, во всяком случае, не более нескольких десятков; даже на эти компоненты методики не всегда идеальны, подчас они устаревшие. Разработка хороших методик на все нормируемые вещества - дело действительно трудное и дорогостоящее. Регулярная проверка, например, пресной поверхностной воды на несколько сотен определяемых компонентов даже при наличии полноценных методик - задача и вовсе нереальная. В контролируемом объекте присутствуют и ненормируемые компоненты, причём обычно неизвестно, что это за компоненты; среди них могут быть столь же неприятные, как и нормируемые, однако они при существующей системе не будут обнаружены. Надо еще принять во внимание имеющиеся ошибки в установлении величин ПДК и возможность неаддитивного поведения компонентов в смеси (синергетический эффект). Есть и другие обстоятельства, в целом приводящие к заключению, что путь покомпонентного контроля объектов окружающей среды на нормируемые компоненты не кажется перспективным. Рациональнее систематический ход анализа, включающий на первых стадиях использование обобщенных, суммарных показателей, тестов, служащих для выбора проб, которые нуждаются в более детальном исследовании. Наиболее общими являются биотесты; их во многих случаях и применяют, а некоторые введены в нормативные документы. Однако биотесты часто длительны, не позволяют вести контроль оперативно. Поэтому разработка экспрессных биотестов - важная задача исследователей. Широко известны другие обобщенные показатели: химическое потребление кислорода, биохимическое потребление кислорода, общий углерод, растворенный органический углерод, растворенный кислород и др. В последнее время предложено определять общий азот, органический азот, органический хлор, органический фосфор, органическую серу. Для этого созданы новые методы и приборы. Существенное значение имеет также продуманный выбор методов определения для массового контроля отобранных проб. Вовсе необязательно применять, например, дорогостоящую хромато-масс-спектрометрию для контроля компонентов, чья невысокая токсичность требует определения относительно высоких концентраций (высокие ПДК). Этот метод нужен лишь для определения самых опасных веществ с очень низкими ПДК.

 
1 999
54
4
АСПИРАНТУРА

Профессор Ф. Адамcиз Антверпена выступил на конференции Евроанализ Х в Базеле (сентябрь 1998 г.) с докладом о подготовке докторов наук, т.е., по нашему, об аспирантуре. Он считает, что за последнее время изменились цели этого института. Если раньше докторов (в России - кандидатов наук) готовили главным образом для исследовательского и преподавательского труда, то в настоящее время - и для работы за пределами этих сфер. Характер будущей деятельности должен найти отражение и в системе подготовки аспирантов.
Например, если будущего исследователя ориентируют на открытые публикации, то аспиранта, нацеленного на работу в фирме, надо ознакомить со сферой патентов, ноу-хау, полусекретной коммерческой информации. Если для аспиранта, который станет преподавателем или научным работником, время не самый важный фактор, то будущий сотрудник компании, торопящейся обогнать конкурентов, должен четко понимать цену времени. Если тот, кому судьба стать ученым, может ценить чистое знание как таковое, то для работы в промышленности ему понадобится прежде всего полезное, работающее знание.
В мире наметилась тенденция сокращать время на подготовку аспирантов до трех, максимум до четырех лет. Интересны задачи, которые ставит бельгийский ученый и педагог перед теми, кто готовит аспирантов. Желательно, чтобы тема диссертации совпадала с темой дипломной работы и была частью общей тематики лаборатории. По возможности, исследовательские группы, где работает (учится) аспирант, должны быть интернациональными. Важно воспитывать дух коллективизма. Приучать аспиранта к мысли, что учиться нужно всю жизнь; конкретно говорится о непрерывном обучении. Уж не наш ли опыт здесь принят во внимание?
Декларируется целесообразность сокращать число учреждений, имеющих аспирантуру, дабы обеспечить гарантированно высокое качество подготовки. Тезис о том, что аспирантура - институт для углубленного и широкого обучения, а не только для выполнения узконаправленной исследовательской работы - общепринят и не обсуждается. Формулируется призыв разрабатывать для аспирантов специальную систему образовательных курсов (она есть во Франции - Ecole doctorales). Полезны командировки аспирантов в те центры, где на высоком уровне читаются те или иные курсы, причем договоренность о том, где что читается наилучшим образом, достигается заранее. Иначе говоря, система видится как национальная и даже как международная. В США для аспирантов пишутся специальные учебники (advanced). Важно, чтобы доктора (кандидаты) наук были широко образованными людьми. В Антверпенском университете читается 60 курсов для аспирантов; они включают иностранные языки, экономику, теорию управления, информатику, историю и философию науки и т.д. Как видим, много внимания уделяется общим вопросам, расширению кругозора, подготовке к руководящей работе (general knowledge and skills). Подробнее об этих курсах см. Fresenins J. Anal. Chem. 1998. Vol. 357. Р. 215-220.

 
1 999
54
5
КТО ЕСТЬ КТО?

Выпуском последнего, пятого, тома завершилось издание "Химической энциклопедии" (М.: Большая Российская Энциклопедия, 1988-1998). Мы получили ценный справочник, в котором множество сведений из всех областей химии и смежных дисциплин. К сожалению, в энциклопедии отсутствуют статьи, посвященные химикам.
Конечно, об известных химиках, ученых и инженерах писали и пишут немало. Есть книга В.А. Волкова, Е.В. Венского и Г.И. Кузнецовой "Выдающиеся химики мира" (1991), двухтомник "Великие химики" К. Манолова (1976), имеется давно (1958) изданный "Биографический словарь деятелей естествознания и техники". Многое написано о лауреатах Нобелевских премий, о членах Российской академии наук, например книга "Научная элита. Кто есть кто в Российской академии наук" (1993). Но все равно хотелось бы видеть персональные статьи и в "Химической энциклопедии". Как же так - химическая энциклопедия без статей о Берцелиусе или об Оствальде, без статей о Зинине или Менделееве?
Персонификация истории науки необходима и очень полезна для преподавания, для пробуждения интереса к научному поиску; в жизни и трудах великих мы ищем пример, ищем идеал. Биографии выдающихся деятелей науки, их мемуары и автобиографии, сборники воспоминаний о них читаются с большим вниманием и играют большую роль в формировании ученого, в пропаганде науки и ее достижений. В этой связи нужны и книги типа "Кто есть кто".
В мире есть несколько издательств, которые составляют и выпускают такие справочники. Это, особенно, основанное еще в 1899 г. издательство Marquis в США (Who's Who in Science and Engineering и многие другие), а также менее солидные библиографические институты в Кембридже, Великобритания, и в Рэлее, шт. Северная Каролина, США.
В России за последние годы вышло несколько книг подобного типа, но с очень широким охватом - политика, искусство, спорт, наука и т.д. Можно назвать "Кто есть кто в России" (М.: Олимп, ЭКСМО-Пресс, 1998.) и "Кто есть кто в России и ближнем зарубежье" (М.: Изд. дом "Новое время", 1993).
В 1996 г. Комиссия по экстракции Научного совета РАН по неорганической химии выпустила книгу "Кто есть кто в экстракции", куда включены статьи об ученых и специалистах России и бывших республик Советского Союза. Научный совет РАН по аналитической химии подготовил справочник "Кто есть кто в российской аналитической химии". Готовится и более масштабный труд - "Кто есть кто в российской химии".
Эти издания можно только приветствовать.

 
1 999
54
6
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В ШВЕЙЦАРИИ

Небольшая страна в центре Европы может гордиться историей своей химической науки. В Швейцарии родился один из основателей иатрохимии фон Гогенхайм, более известный как Парацельс( 1493-1541); два года Парацельс работал профессором Базельского университета. В Базеле напечатана первая работа Г. Бауэра (Агриколы, 1494-1555) и позднее - целый сборник его работ; Агрикола, помимо прочего, подробно описал пробирное искусство. В Женеве родился фактический основатель термохимии Г. Гесс (1802-1850), работавший затем в Петербурге. Родившийся также в Женеве и профессор Женевского университета Ж.Ш.Г. де Мариньяк (1817-1894) определил атомные веса 29 элементов, разделил ниобий и тантал, открыл иттербий. Проработавший в Цюрихе 13 лет немецкий химик-органик Виктор Мейер (1848-1897) ввел представление о пространственных затруднениях при реакциях.
Достижения конца XIX-XX вв. отмечались Нобелевскими премиями. Премии получили А. Вернер (координационная теория), P.M. Вильштеттер (органическая химия; немец, живший и работавший в Цюрихе в 1905-1912 гг. и после 1939 г.), П. Каррер (биохимия), Р. Кун (биохимия; немец, работавший в 1926-1929 гг. в Цюрихе), Л.С. Ружичка (органическая химия), Т. Рейхштейн (органическая химия, биохимия; премия по физиологии и медицине), Г. Штаудингер (органическая химия, полимеры; немец, работал в 1912-1926 гг. в Цюрихе), В. Прелог (органическая химия), Р. Эрнст (ЯМР высокого разрешения).
Самым крупным научным центром в Швейцарии была и остается Высшая техническая школа (ВТШ) в Цюрихе (ЕТН - Eidgenossische Technische Hochschule).
История швейцарской аналитической химии, помимо Агриколы, включает имя Ф.П. Тредуэлла (1857-1918), родившегося в США и работавшего в ВТШ; аналитической химией он занимался с 1882 г. Его "Краткий учебник аналитической химии" переиздавался много раз, на русском языке выпущен в 1935-1946 гг. под названием "Курс аналитической химии". Кроме того, на русском языке в 1931 г. издавались "Таблицы качественного анализа", в свое время составленные Тредуэллом вместе с В. Мейером.
Другая крупная фигура, но уже нашего времени, - Г.К. Шварценбах (1904-1978), предложивший полиаминополикарбоновые кислоты (комплексоны) для связывания ионов металлов. С использованием комплексонов и сам Шварценбах, и особенно другие химики - Пршибл, Флашка - разработали множество титриметрических методов анализа. Крупный след в современной аналитической химии оставил В. Симон, работавший в ВТШ в области ионселективных электродов и в смежных областях. Скончавшийся недавно М. Видмер (фирма Сиба, Базель) был одним из создателей микроаналитических приборов на чипах (так называемые MTAS - Micro Total Analytical Systems).
Можно назвать несколько нынешних центров развития аналитической химии в Швейцарии. В Женевском университете ведутся крупные работы по анализу объектов окружающей среды (Эрди, Буффле). В Лозанне - известный хроматографист венгерского происхождения Ковач. Значительный вклад в хроматографию внес также Эрни (фирма Новартис Фарма, Базель). В ВТШ Зеноби занимается изучением биологически активных соединений, в том числе ДНК, физическими методами. На базельской фирме Сиба, а также в Нойшателе, продолжаются работы по микроприборам, но многие из школы М. Видмера теперь работают в других местах, даже в других странах. Надо сказать, что и другие базельские химические и фармацевтические компании поддерживают исследования в области химического анализа (Сантос, Ля Рош).
В Швейцарии базируется ряд фирм, разрабатывающих и выпускающих аналитические приборы, например "Метром".

 
1 999
54
7
УЧЕБНИКИ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ

В США и многих других странах наиболее широко используют учебник Г. Кристиана [1], вышедший несколькими изданиями, но не только его. В ходу, например, несколько разных книг Д. Скуга с соавторами. Недавно опубликован еще один учебник аналитической химии [2].
Много внимания в настоящее время привлечено к большому новому учебнику, подготовленному группой европейских аналитиков под эгидой Отделения аналитической химии Федерации европейских химических обществ [3]. В этом труде, помимо разделов, более или менее обычных для учебников по аналитической химии, есть разделы об аналитической химии, основанной на компьютерах, об обеспечении и контроле качества анализа, о гибридных методах, контроле технологических процессов. Существенная часть материала посвящена общим вопросам аналитической химии. Предполагается выпустить этот учебник на лазерных дисках (CD-ROM) и завести его в Интернет. "Журнал аналитической химии" опубликует рецензию на эту книгу.
Уже началась подготовка второго издания, где будет расширен раздел о хроматографии, введены параграфы о хранении проб, аттестации методик, больше будет представлено перекрестной информации, примеров, вопросов. Учебник и сейчас в основном рассчитан на самостоятельное изучение.
Книга М. Валкарселя "Основы аналитической химии", которая издана на испанском языке (готовится ее английское издание [4]), целиком посвящена общим вопросам аналитической химии, в ней нет описания методов анализа. Оглавление этой книги: Введение в аналитическую химию. Аналитические свойства. Стандарты, единство измерений. Процесс химических измерений. Качественный химический анализ. Количественный химический анализ. Аналитическая химия и качество. Аналитические проблемы. В книге, а также в статьях и докладах Валкарсель обращал внимание на то, что в преподавании аналитической химии много внимания уделяется теоретическим основам других дисциплин - в ущерб ее собственной теории. Другая его тема - структура аналитической химии, иерархия ее составляющих. Валкарсель также добивается согласования терминологии (упомянем, к примеру, его триаду: свойство измеряют; концентрацию определяют; объект (пробу) анализируют).
Из учебников на русском языке надо отметить двухтомник "Основы аналитической химии", подготовленный в Московском университете и вышедший первым изданием в 1996 г. [5]. Второе издание (1999 г.) включает ряд новых глав и разделов (биохимические и биологические методы анализа и др.); существенной переработке подвергнуты глава о спектроскопических методах, раздел об использовании комплексных соединений и другие. Некоторые материалы сокращены.
Широко используется также книга В.П. Васильева [6], реже - учебник А.Т. Пилипенко и И.В. Пятницкого [7].
 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Christian G.D. Analytical Chemistry, 5th. ed. New York: Wiley, 1994. 648 pp.
2. De Levie R. Principles of Quantitative Chemical Analysis. New York: McGraw Hill. 1997. 737 pp.
3. Analytical Chemistry. Ed. by R. Keller, J.-M. Mermet, М. Otto, H.M. Widmer. Weinheim: Wiley-VCH/ 1998. XXV. 916 pp.
4. Valcarcel М. Principles of Analytical Chemistry. Heidelberg: Springer-Verlag. 1999. Approx. 350 pp.
5. Основы аналитической химии. В двух книгах. Под ред. Ю.А. Золотова. М.: Высшая школа, 1996. Кн. 1. Общие вопросы. Методы разделения. 384 с. Кн 2. Методы химического анализа. 462с.
6. Васильев В.П. Аналитическая химия. В двух частях. М.: Высшая школа. 1989. Часть 1. Гравиметрический и титриметрический методы анализа. 320 с. Часть 2. Физико-химические методы анализа. 384 с.
7. Пилипенко А.Т.. Пятницкий И.В. Аналитическая химия. М.: Химия. 1990. Кн. 1. 480 с. Кн. 2. 366 с.

 
1 999
54
8
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Первые исследования химико-аналитического характера были выполнены в научной химической лаборатории, созданной в Петербурге (1748 г.) М.В. Ломоносовым. Эти исследования проводил сам основатель лаборатории и его молодой ученик В.И.Клементьев, подготовивший диссертацию по вопросам, близким к химическому анализу. Впоследствии в лаборатории проводились многочисленные испытания веществ и материалов. Ряд членов академии, работавших и в академической химической лаборатории и особенно в других учреждениях Петербурга, внес заметный вклад в развитие аналитических методов (Т.Е. Ловиц, В.М. Севергин). Однако в целом достижения Академии наук в области аналитической химии были до начала XX в. весьма скромными.
Положение меняется после создания других химических учреждений в академии. Так, в Институте по изучению платины и других благородных металлов, образованном в 1918 г., под руководством Л.А. Чугаева были развернуты широкие исследования по аналитической химии платиновых металлов. Эти работы, продолженные затем в Институте общей и неорганической химии, куда влился Институт платины (1934 г.), сыграли огромную роль при становлении отечественной платиновой промышленности (Свердловск, Норильск, Красноярск). Российский опыт в области аналитической химии платиновых металлов, по-видимому, наиболее богатый.
Большое значение для консолидации усилий аналитиков страны имела Всесоюзная конференция по аналитической химии, созванная в 1939 г. по инициативе и под руководством академика Н.С. Курнакова и проходившая в значительной мере под эгидой Отделения химических наук АН СССР, хотя и с участием ряда промышленных наркоматов. На конференции были поставлены важнейшие вопросы о создании журнала, академического института по аналитической химии и координирующего органа - Комиссии по аналитической химии. Комиссия была создана почти сразу же. Две другие задачи были решены, хотя и не совсем в той форме, как предполагалось, уже после Второй мировой войны. "Журнал аналитической химии" выходит с 1946 г., а в 1947 г. был образован Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского АН СССР.
Послевоенная история академической аналитической химии очень богата. Мощным стимулом ее развития была необходимость решения крупнейших научно-технических проблем государственного значения. Вначале это была атомная проблема, затем, почти одновременно, проблема получения редких металлов, чуть позже - полупроводников и других материалов высокой степени чистоты. Новейший период характеризуется вниманием, прежде всего к объектам окружающей среды.
И институт, и журнал, и комиссия (потом Научный совет) сделали очень многое для отечественной аналитической химии. Подробнее о их роли можно прочитать в других публикациях, в том числе в этом выпуске журнала.
Исследования по аналитической химии ведутся и в ряде других учреждений академии - Институте общей и неорганической химии, Институте неорганической химии Сибирского отделения в Новосибирске, в Институте элементоорганических соединений, Институте химии высокочистых веществ в Нижнем Новгороде и многих других учреждениях.
Отмечая свой 275-летний юбилей, Российская академия наук может гордиться своими успехами в области аналитической химии.

 
1 999
54
9
О ПРОФИЛИЗАЦИИ ПОДГОТОВКИ АНАЛИТИКОВ В УНИВЕРСИТЕТАХ

В некоторых классических университетах России студентов-аналитиков готовят для работы в относительно узких областях приложения знаний, например по анализу и контролю пищевых продуктов (Краснодар, Ростов-на-Дону) или профилируют по определенному методу анализа (по хроматографии в Самаре, по рентгеновскому анализу - во всяком случае прежде - в Иркутске). Если профилизация по методам особых возражений не вызывает (в случае, когда она ведется не в ущерб общей широкой подготовке аналитиков), то значительная ориентация на ту или иную сферу практического использования анализа представляется спорной. Прежде всего это связано с тем, что в нашей стране, в отличие от большинства других, сложилась система отраслевых вузов, которые и призваны готовить специалистов для различных сфер экономики, медицины, обороны, криминалистики и т.д., в том числе и для контроля в соответствующей области. Вопрос о подготовке аналитиков отраслевыми специализированными вузами поставлен давно и частично решался. Аналитиков-инженеров готовят в Екатеринбурге, Петербурге, Москве и некоторых других городах. Однако эта задача решена, действительно, только частично; многие отрасли и до сих пор не обеспечиваются специалистами по анализу и контролю, профессионально знакомыми и с соответствующим "производством", т.е. выпускниками профилированных вузов, получившими более глубокую подготовку по анализу и контролю.
В связи с этим можно понять стремление отдельных университетов решить проблему будущего использования своих выпускников в сфере, где эффективный контроль особенно необходим, и в больших масштабах. Однако правильно ли это? Что лучше - профилировать университетских выпускников, что объективно ведет к сужению их подготовки, или продолжать бороться за выпуск аналитиков (специалистов по контролю, сертификации) отраслевыми вузами?
Вероятно, второй путь правильнее. Университет на то и университет, чтобы готовить специалистов широкого профиля. Узкая специализация разрушает саму концепцию университетского образования - во всяком случае ту, что сложилась в нашей стране. (Не будем здесь касаться решения называть университетами узкопрофильные вузы: подчас такие названия вызывают только улыбку.)
Вот Кубанский (классический) университет ввел специализацию (кажется, даже специальность) "Стандартизация и сертификация пищевой продукции". Но ведь это как раз то, что должно быть в учебных планах вузов пищевого профиля, кстати, весьма многочисленных. В Ростовском-на-Дону университете - профилизация по "анализу качества" пищевых продуктов и фармпрепаратов. Но в том же регионе есть Пятигорская фармацевтическая академия, где давно готовят специалистов по анализу лекарственных веществ. Похоже, что, решая сиюминутные задачи, указанные университеты уходят от стратегических направлений университетского образования.

 
1 999
54
10
ПРЕМИИ ФИРМЫ "МЕРК"

С 1988 г. известная германская фирма "Мерк" присуждает премии за выдающиеся работы в области аналитической химии. В последнее время конкурс на соискание этих престижных премий объявляется один раз в два года, за несколько месяцев до очередной Европейской конференции по аналитической химии (Евроанализ), на которой и вручается премия. Награда (25 тыс марок) носит имя основателя компании Хайнриха Эмануэля Мерка (1794-1855). Участвовать в конкурсе могут отдельные ученые (но не коллективы) со всего мира в возрасте не старше 45 лет, опубликовавшие подаваемые на конкурс работы в течение последних трех лет перед представлением.
Выбор победителя (одного) осуществляет международное жюри, утверждаемое фирмой. В состав жюри 1998 г. входили М. Грассербауер (председатель; Австрия), М. Валкарсель (Испания), Ё. Гоши (Япония), Ю.А. Золотов (Россия), Р. Меррей (США), Р. Нисснер (Германия) и Г. Хифтье (США).
Премии были присуждены следующим ученым (порядок хронологический): М. Хираиде (Япония), О. Вольфбайсу (Австрия), Бидлингмайеру (США), Р. Нисснеру (Германия), Амирафу (Израиль), Дж. Харрисону (Канада) и А. Манцу (Великобритания). Двум последним исследователям премия была присуждена одновременно (1996 г.). В 1998 г. премии удостоен Р.Ценоби из Швейцарии. Награда за работы по исследованию биологически активных соединений физическими методами анализа была вручена ему при открытии конференции Евроанализ Х в Базеле 7 сентября 1998 г.
Следующий конкурс будет объявлен, видимо, в конце 1999 г., поскольку очередная премия будет вручаться на конференции (выставке) "Аналитика" в Мюнхене, Германия, в апреле 2000г.
Российские ученые пока мало участвовали в конкурсе на соискание премии. В 1998 г. среди более чем пятидесяти представленных работ только одна работа была из России.

 
1 999
54
11
СКОНЧАЛСЯ ГЛЕНН СИБОРГ

25 февраля 1999 г. завершился жизненный путь выдающегося химика, лауреата Нобелевской премии 1951 г. Гленна Сиборга; ему было 86 лет. В 1940-1941 гг. вместе с Э. Мак-милланом Сиборг открыл плутоний, а позднее в составе группы американских исследователей, работавших в Беркли, стал соавтором открытия еще девяти трансуранов. Ни один другой химик за всю историю науки не был автором обнаружения (получения) столь большого числа химических элементов. Это был единственный химик, имевший патент на открытие элементов (америция и кюрия). Еще при жизни Сиборга - беспрецедентный случай! - элемент № 106 был назван его именем.
Гленн Сиборг известен и как творец так называемой актинидной гипотезы, теперь общепризнанной, определявшей положение трансуранов в периодической системе. Знаменитый ученый был ректором Калифорнийского университета в Беркли (1958-1961 гг.), председателем Комиссии по атомной энергии США (1961-1971 гг.), президентом Американского химического общества (1976 г.), консультантом Белого дома. Одну из своих многочисленных книг Сиборг назвал "На государственной службе с десятью президентами Соединенных Штатов" - так долго он отдавал свои силы науке, ее организации и государственной деятельности.
Сиборг очень много работал. "Трудолюбивый человек, - писал он, - будет иметь успех, где ленивый гений может ничего не добиться". Этот поистине великий исследователь учился в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, а аспирантуру закончил в Беркли, получив там в 1937 г. степень доктора философии. Калифонийский университет в Беркли Сиборг уже тогда считал научной Меккой. После нескольких лет преподавания в Беркли Сиборг был призван работать на Манхэттенский проект и провел несколько военных лет в Металлургической лаборатории Чикагского университета. Потом вернулся в Калифорнию, чтобы руководить ядерно-химическими исследованиями в Радиационной лаборатории, которой впоследствии было присвоено имя Лоуренса.
"Нет сомнения, что Сиборг был одной из доминирующих фигур XX столетия в области химии и, вероятно, единственным, кого можно считать наиболее влиятельным в сфере обнаружения новых элементов". Эти слова принадлежат президенту Американского химического общества Эду Вассерману, научному советнику фирмы Дюпон. И далее: "Не так уже много гигантов в нашей области; он был одним из них".

 
1 999
54
12
НЕБОЛЬШИЕ ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЕ ФИРМЫ

Почти все широко известные в мире приборостроительные компании начинали с малого. В России за последние годы на базе крупных государственных предприятий и особенно научно-исследовательских институтов возникло немало фирм, разрабатывающих и продающих аналитические приборы. Часто фирмы используют заделы и инфраструктуру государственных организаций-родителей; нередко они и состоят в основном из сотрудников этих организаций. Однако фирмы функционируют в новом экономическом пространстве и в другом правовом поле; в сущности это совершенно самостоятельные новообразования. Не будучи связанными спускаемыми сверху планами и заданиями, не обремененные административными путами, свободные в выборе номенклатуры продукции, технических решений и кадров, сами отвечающие за качество и сбыт изделий, эти фирмы постепенно встают на ноги и подчас уже выпускают на рынок очень неплохую продукцию.
Петербургская фирма "Люмекс" известна своими флуоресцентными приборами; кроме того, она выпускает переносной прибор для определения ртути, микроволновую печь и ряд других приборов. В 1999 г. "Люмекс" демонстрировала свои изделия на Питсбургской конференции по аналитической химии и прикладной спектроскопии в Орландо (США), на конференции "Инком" в Дюссельдорфе (Германия) и других крупных выставках. Компания "Кристмас" из того же города разрабатывает, изготавливает и продает средства для внелабораторного анализа, особенно объектов окружающей среды.
Фирма "Кортэк" (Москва) поставляет хорошие атомно-абсорбционные приборы и устройства для подготовки проб. Устройства пробоподготовки и анализа, в том числе проточно-инжекционные анализаторы, изготавливает организация "Аквита", базирующаяся на московском научно-производственном объединении "Химавтоматика". Фирма "Эконикс" продает портативные приборы для вольтамперометрического анализа и другие электрохимические приборы, а также ионселективные электроды. "Ионикс" готовит лампы с полым катодом для атомно-абсорбционного анализа.
Ряд акционерных обществ работает в области хроматографических приборов и аксессуаров для них. Очень неплохими характеристиками обладает переносной жидкостный хроматограф московской фирмы "Аналитэк". Известны разработки химиков и прибористов Новосибирска и Иркутска также в области высокоэффективной жидкостной хроматографии; это приборы серии "Милихром", причем последний хроматограф этой серии имеет мало общего с предыдущими.
Таких примеров можно приводить много. Существенно отметить, что большинство приборов создается с использованием комплектующих иностранного производства, что обеспечивает их большую надежность и подчас улучшает метрологические характеристики. При этом отечественные приборы обычно дешевле импортной техники аналогичного назначения.
Настало время обобщить опыт создания и функционирования небольших фирм, ориентированных на аналитические приборы. Вероятно, это можно сделать, созвав совещание приборостроителей вместе с потребителями - аналитиками, а также метрологами.

 
2 000
55
3
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И КРИМИНАЛИСТИКА

Как отмечал X. Малисса (Fresenius J. Anal. Chem. 1999. Vol. 364. Р. 189), первым примером использования аналитического метода в сфере, которую сейчас называют криминалистикой, было определение доли золота в короне, произведенное Архимедом на основе свойства, теперь именуемого удельным весом. Еще в 1844 г. К.Р. Фрезениус написал статью о роли аналитика в судебных решениях, о том, что юрист может ожидать от аналитика. С тех пор и число криминалистических задач, которые необходимо решать, и перечень методов, обладающих многообразными возможностями для этого, возросли неимоверно.
Экспертно-криминалистические лаборатории выполняют огромное число исследований, и их заключения в значительной степени способствуют эффективному проведению следствия и судебного разбирательства. Де Бьевр (Acer. and Qual. Ass. 1997. Vol. 2. Р. 167) ставил вопрос: "А не нужны ли нам юристы-химики или химики-юристы?" На этот вопрос имеется ответ - не только нужны, но они уже есть; уж во всяком случае juridical chemists, т.е. химики по образованию, ставшие и "юристами" по роду работы. В российском сообществе химиков-аналитиков таким специалистом был, например, доктор химических наук полковник милиции Н.М. Кузьмин, около десяти лет проработавший во Всесоюзном научно-исследовательском институте Министерства внутренних дел СССР.
Анализы, выполняемые для целей криминалистической экспертизы, должны быть надежными. Конечно, надежность аналитического исследования важна и во многих других областях - в медицине, атомной энергетике и т.д., но результат химического анализа в криминалистике подчас определяет судьбу крупного предприятия или отдельного человека. Тот же X. Малисса вспоминает в своей статье о тяжбе между Гринписом и фирмой Шелл по поводу крупного разлива нефти; тогда были плохо отобраны пробы, результаты анализов оказались неполноценными, а на их основе нужно было принимать очень ответственное судебное решение.
Криминалистические лаборатории должны быть в известной мере универсальными, им приходится иметь дело с неорганическими и органическими веществами, с макросоставом и микропримесями, с массивными объектами и микропробами. Поэтому такие лаборатории должны быть оснащены разнообразной и достаточно мощной аналитической техникой и иметь в своем составе опытных специалистов. Часто приходится решать задачи о происхождении объекта, о тождестве или различии образцов и многие другие.
Важность данной области приложения аналитической химии была подчеркнута созывом международной конференции на тему "Аналитическая химия и закон" (Вена, 1-3 сентября 1999 г.).

 
2 000
55
2
НАШ ЖУРНАЛ В ИНТЕРНЕТЕ

Интернет, или World Wide Web (WWW) - удивительный феномен последних лет. Его появление справедливо сравнивают с такими революционизирующими событиями как изобретение книгопечатания или создание радиосвязи. Годом рождения WWW можно считать 1989-й, когда в международном центре ЦЕРН (Швейцария) была начата работа по созданию компьютерной сети, объединяющей исследователей из разных стран мира. К началу 1999 г. в сети было объединено уже более 150 миллионов компьютеров. По различным оценкам, скорость роста пользователей Интернета в 3.5 раза превышает скорость прироста аудитории телевидения в период его становления. Сейчас, как известно, в Интернете можно получить самую разнообразную информацию. Конечно, с ростом объема сети растет и уровень информационного шума, в связи с чем существенное значение приобретает систематизация сведений, разработка поисковых систем.
Интернет наложил свой отпечаток и на издательское дело. В настоящее время многие периодические издания выпускаются в двух вариантах - традиционном печатном и электронном; доступ к электронному варианту через подписку осуществляется средствами Интернета. Ряд издательств имеет и бесплатные страницы, на которых помещается общая информация, условия подписки, содержание текущих выпусков и другие данные. Такой сайт для читателей английской версии нашего журнала предлагает издательство "МАИК-НАУКА" (http://www.maik.rssi.ru/joumals/anchem.htm).
Силами редколлегии "Журнала аналитической химии" создан сайт журнала и для русскоязычных читателей. Сайт включает содержание выпусков, текст "Страницы главного редактора", "Правила для авторов", информацию о конференциях по аналитической химии в России и других странах, новости и др., причем текущие сведения помещаются в Интернете на 3-5 месяцев раньше, чем выходит соответствующий выпуск журнала. Читатель получает доступ к информации с американских серверов "МАИК-НАУКА", ИЮПАК и др. На сайте размещена также информация Научного совета РАН по аналитической химии, в том числе состав совета и его комиссий, сведения о московских семинарах по аналитической химии и т.д.
Адрес сайта: http://www.geokhi.ru/~zhakh. Сайт создан и поддерживается (при участии В.И. Широковой) членом редколлегии В.П. Колотовым.

 
2 000
55
4
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК В КОНТЕКСТЕ ИСТОРИИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ НАУКИ

Интересны оценки академии наук, сделанные выдающимися учеными мира в письмах, которые они прислали в ответ на извещения об их избрании иностранными членами академии. Н. Бор называет академию "прославленной", а свое избрание - "великой честью". М. Борн говорит о "чрезвычайной чести". "Я горд тем, - пишет он, - что могу принадлежать к научному обществу со столь славным прошлым, членами которого всегда являются большие ученые и исследователи". Э. Резерфорд: "Я высоко ценю это высшее отличие со стороны одной из старинных академий, которая сыграла столь важную роль в истории науки". Журнал "Вопросы истории естествознания и техники" провел в 1999 г. анкетирование ученых в связи с 275-летием Российской академии наук. Я тоже отвечал на вопросы анкеты. В числе прочих был вопрос о наиболее значительных достижениях отечественной (российской, советской) науки в XX веке. Вот мой ответ: изучение высшей нервной деятельности, открытие условных рефлексов (И.П. Павлов), создание хроматографии (М.С. Цвет), обнаружение и исследование цепных реакций (Н.Н. Семенов), открытие спонтанного деления урана (Г.Н. Флеров, К. А. Петржак), обнаружение колебательных реакций (Б.П. Белоусов), излучения Черенкова-Вавилова (П.А. Черенков, С.И. Вавилов). Среди этих достижений есть полученные в учреждениях академии наук (Павлов, Черенков-Вавилов). Однако надо было бы добавить и другие выдающиеся работы, проведенные в академии. Это работы Л.В. Канторовича по линейному программированию в экономике (Нобелевская премия), П.Л. Капицы по сжиженным газам и низкотемпературной физике (Нобелевская премия). Можно было бы напомнить о роли академии в создании нашей замечательной математической школы, разработке физико-химической механики П.А. Ребиндером. Огромен и еще не в полной мере оценен вклад В.И. Вернадского, этого гиганта науки, философа и общественного деятеля.
Роль академии в истории страны не сводится только к собственно научным успехам. Академия многое дала государству и обществу и помимо этого. Об этом хорошо написал академик Н.А. Платэ в том же журнале "Вопросы истории естествознания и техники" (1999, № 1, с. 5-13). Он отмечал, что академия фактически создала российское научное сообщество; многое сделала для постановки системы образования в России - и школьного, и высшего; в весьма большой степени способствовала изучению и освоению природных богатств страны, решению военных проблем, государственному строительству, развитию культуры.
Возвращаясь к собственно науке, нельзя не подчеркнуть, что в академии, а позднее в вузах, складывались научные школы.
У нас под научной школой понимают коллектив, неформально объединенный общими идеями и системой взглядов, более или менее сходной методологией исследования, устоявшимися внутренними и внешними связями, традициями, сложившимися способами представления результатов, определенными, принятыми в данном коллективе, этическими нормами. Чаще всего, но не всегда, все это закладывалось лидером, основателем школы, пусть даже давно ушедшим из жизни; иногда школа формируется и без явного лидера. Обычно научная школа создается и существует в одном, реже в двух-трех связанных между собой учреждениях.
Создание и функционирование научных школ - важная особенность и, я думаю, достоинство российской (советской) науки. Не во всех странах, даже с наукой высокого уровня, складываются научные школы; например, их с трудом отыщешь в США, где культивируется независимость и индивидуализм.
Достоинства школ более или менее очевидны, но можно говорить и об их недостатках; система взглядов может устареть, запас идей истощиться, традиции - стать тормозом, однако нестандартные мысли и смелые действия члена школы в этой ситуации могут быть расценены остальными, более консервативными, коллегами как оригинальничание, отщепенство, предательство, как стремление разрушить школу.

 
2 000
55
5
АНАЛИТИЧЕСКОЕ ПРИБОРОСТРОЕНИЕ В США: ВЕХИ ИСТОРИИ

Вот хроники создания некоторых фирм, внесших значительный вклад в обеспечении аналитических лаборатории приборами и оборудованием:
1902 Fisher (Fisher Scientific Materials Co.)
1904 J.T. Baker
1934 ARL (Applied Research Laboratories)
1935 NTL(Beckman)
1936 Baild Corp. LECO Corp.
1937 Perkin-Elmer
1939 Gilson Co., Inc.
1940 Thermo Electric Co.
1942 Larrel-AshCo.
1943 Dow Corning Corp.
1946 Applied Physics Corp. (1966:
Сагу)
1947 Hach
1948 Varian Associates, Inc.
1949 Packard Instrument Co.
1953 Hamilton Co.
1954 Mi Hi pore Corp.
1956 Cole-Parmer Instrument Co.
1957 Rio-Rad Laboratories. Inc.
1958 Waters Corp.
1961 Spectra Physics
1962 Orion Research. Inc.
1967 Ciilson. Inc.
1971 Alllecli Associates, Inc.OEM Corp.
1973 HNU Systems. Inc.
1975 Dionex
1976 Nicolet Instruments Corp. 19K5 MSA Instruments Division
Это далеко не полный перечень компаний США, разрабатывающих и продающих аналитическую технику. Кроме того, здесь не упомянуты фирмы других стран, также выходящих на американский рынок (Hitachi, Shimadzu, JEOL, Alcatel, Mettler. Philips, Radiometer, Siemens и др.).
Можно назвать основателей крупнейших корпораций, имена которых вошли в историю аналитического приборостроения: Чарльз Элмер и Ричард Перкин, Рассел и Сигурд Вэриан. Джим Уотерс, Арнольд Бекман, Уильям Хьюлетт и Дэвид Паккард, Честер Фишер. Морис Хэслср (ARL), Ховард Кэри, Иошуа Джаррел, Уолтер Бэрд. Почти всех их отличала изобретательность, смелость, в том числе в технических решениях, уменье чувствовать конъюнктуру, предприимчивость и огромная работоспособность. Кроме того, они обычно имели хорошее, если не первоклассное образование.
Г. Перкин, родившийся и Нью-Йорке в 1906 г., в возрасте 11 лет сделал свой собственный телескоп, в 13 лет научился полировать линзы. Его интерес к астрономии вылился в 1937 г. в создание, вместе с астрономом-любителем Ч. Элмером, "дела", ориентированного на точную оптику. А после войны компания начала делать спектрофотометры для видимой и УФ-областей спектра, потом - атомно-абсорбционные приборы.
А. Бекман родился в 1900 г. недалеко от Чикаго. В детстве он нашел на чердаке популярную химическую книгу с описанием простейших опытов на основе соды. уксуса и поваренной соли. Книга эта определила его будущее. Учась в университете штата Иллинойс, Бекман отравился органическими соединениями ртути, после чего его интересы сместились от органической химии в сторону физической, а также химико-инженерных проблем. Работая после университета и аспирантского курса (Калифорнийский технологический институт) в химической лаборатории, Бекман стал изготавливать приборы для собственных нужд. У него это получалось неплохо, особенно удачным был "кислотомер", предшественник рН-метра. Получив в 1935 г. патент. Бекман стал изготавливать и продавать первые настоящие рН-метры, а с 1940 г. приступил к созданию спектрофотометров. В 1998 г. компания Beckman Instruments соединилась с фирмой Coulter и теперь известна как фирма Beckman-Coulter. В том же 1998 г. читатели журнала Chemical and Engineering News, издаваемого американским химическим обществом, отнесли А. Бекмана к 75 выдающимся химикам XX столетия.
Честер Фишер создал фирму, впоследствии ставшую компанией Fisher Scientific, когда ему было всего 20 лет.
Можно отметить некоторые вехи научно-технической истории американского аналитического приборостроения. Например, в 1940 г. создан электронный микроскоп, в следующем году выпущен спектрофотометр Бекмана для видимой и УФ-областей спектра, в 1942 г. появился его же ИК-спектрометр. В 1946 г. продана первая микроволновая печь, правда, до аналитического использования микроволнового излучения в нынешнем варианте было еще далеко. 1948 год - создание транзисторов, 1950 - сцинтилляционных счетчиков: и то и другое не аналитические приборы, но эти новации сыграли огромную роль в разработке новых образцов приборов для химического анализа.
Первые газо-жидкостные хроматографы проданы в 1955 г. фирмой Перкин-Элмер и другими. Компания Gebbie продает ИК-спектрометр с преобразованием Фурье в 1956 г. Через год становится известной комбинация газового хроматографа с масс-спектрометром и появляется ЯМР-13С. Капиллярная газо-жидкостная хроматография -1958 г. Следующий год ознаменован появлением радиоиммуноанализа и первого микрочипа.
В 1961 г. фирма ISCO выпускает прибор для ВЭЖХ, хотя метод еще не оформился. Появление лазеров в начале 60-х годов резко увеличивает возможности рамановской спектроскопии и обеспечивает появление лазерной масс-спектрометрии (LAMMA) в 1963 г. В те же годы намечается создание атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (1964). Год 1966 приносит ЯМР с Фурье-преобразованием - фирма Varian. Бекман выпускает ИК-спектрометр с преобразованием Фурье в 1968 г. В самом конце 60-х годов появились гибкие диски, создан микросенсор CHEMFET и разработан метод SEM.
Говоря о последующих годах, надо отметить первый прибор на микрочипах - газовый хроматограф HP 5830 фирмы Hewlett-Packard и появление ионных хроматографов (Dow, Dionex). Первый ИСП-МС прибор выпущен (канадской) фирмой Sciex в 1983 г., а через два года был разработан масс-спектрометр MALDI.
На 50-й Питсбургской конференции по аналитической химии и прикладной спектроскопии, состоявшейся в марте 1999 г. в Орландо, была организована большая экспозиция, посвященная истории создания и коммерциализации аналитической техники в США.

 
2 000
55
6
ЗАГРЯЗНЕНИЕ МЫШЬЯКОМ ВОДЫ В БАНГЛАДЕШ

В 1992 г. группа исследователей из Ядавпурского университета (г. Калькутта, Индия) во главе с Д. Чакраборти обнаружила, что в соседней Бангладеш вода более половины колодцев загрязнена мышьяком. Потом стало ясно, что очень многие жители страны в той или иной степени уже подвергнуты действию этого токсичного элемента. Первые аналитические данные о содержании мышьяка в водах не отличались особой точностью, но выводы о повышенном содержании токсиканта были вполне надежными. Впоследствии они подтвердились, и сейчас это загрязнение считают одной из самых крупных экологических катастроф в мире, о нем сообщают средства массовой информации. В самом деле, масштаб отравления вод грандиозен: колодцы загрязнены на 85% территории страны, где живет до 70 миллионов человек. Загрязнения, по-видимому, природного происхождения.
Химики-аналитики Бангладеш столкнулись с проблемой массовых анализов вод на мышьяк. Классический метод Гутцайта, разработанный в Германии в 1920-х годах и основанный на образовании арсина, который реагирует на бумаге с бромидом ртути, оказался - при визуальной регистрации - недостаточно чувствительным (0.1 ppm, т.е. 10-5%). Между тем предельно допустимая концентрация мышьяка в Бангладеш составляет 10 ppb, т.е. 10-6% (эта величина еще и не узаконена). Конечно, есть вольтамперометрические методы (например, дифференциальная импульсная вольтамперометрия), атомная абсорбция с генерацией гидрида или рентгеновские методы с концентрированием. Их чувствительность достаточна для определения реальных концентраций мышьяка, однако это более дорогие методы, и они не отличаются портативностью и простотой оборудования, чтобы осуществлять обследование обширных территорий.
Амир Хан, бывший руководитель химического отделения Государственного центра по атомной энергии, химик-аналитик, отмечал, что правительство Бангладеш мало что делает для решения проблемы - не только анализа, но и очистки вод. Обсуждается несколько возможных способов очистки, но для их реализации нужны значительные средства. Между прочим, о такой же задаче очистки вод от мышьяка (попадающего в сточные воды предприятии цветной металлургии) говорят и в Бразилии.
Возвращаюсь к собственно аналитическому аспекту: следовало бы подчеркнуть необходимость разработки простых и дешевых, но в то же время достаточно чувствительных и надежных методов анализа. Пример с мышьяком это четко подтверждает.

 
2 000
55
8
ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ПРОБЛЕМА ХИМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

При этом нужны как многофункциональные, высококлассные лабораторные средства анализа, так и мобильные, портативные, недорогие массовые средства экспресс-контроля. Пожалуй, последние даже в большей степени. С точки зрения обеспечения химической безопасности анализ "на месте", вероятно, важнее доброкачественного, но длительного исследования в лаборатории. Чтобы оценить содержание метана в угольных шахтах, воздух из шахт в лабораторию не доставляют. Военные химики разрабатывают главным образом полевые методы и средства индикации отравляющих веществ. За процессы в химическом реакторе, который в принципе может взорваться, лучше следить непрерывно с помощью системы датчиков, чем периодически отбирать и направлять пробы в лабораторию. Современная аналитическая химия способна все это обеспечить, она может предоставить или создать подобные средства контроля. Скажем, карманные газоанализаторы разработаны и продаются многими фирмами разных стран. Разработаны и еще более простые и дешевые химические тест-средства анализа. Обычные аналитические приборы – фотометры, люминометры, хроматографы или даже хромато-масс-спектрометры — имеются в возимых и носимых вариантах. Есть неплохие разработки химических сенсоров, делаются попытки составить из них целые системы типа "электронного носа" или "электронного языка". На протяжении ряда последних лет в США регулярно созываются конференции по "полевому анализу", выходит журнал "Field Analytical Chemistry". В нашей стране полевые средства анализа тоже имеются, но их пока мало. Потребность же в них огромная. Можно привести только один пример. Сейчас много занимаются определением несимметричного диметилгидразина ("гептила") в районах падения первых ступеней ракет и местах аварий. Конечно, нужно было бы такой анализ делать прямо на месте, например, и лесах Алтайского края, но это сделать трудно. Приходится отбирать пробы. обрабатывать их и доставлять в лабораторию. С точки зрения профессионального аналитика, наиболее сложная задача, с которой приходится сталкиваться, решая проблемы химической безопасности, - это так называемый анализ неизвестного. Такие задачи возникают, например, в аварийных ситуациях, в случае гибели людей или животных под действием каких-то, предположительно химических факторов. В последнем случае надо понять, что послужило действующим началом. Наибольший опыт в этой области накоплен, видимо, криминалистами.

 
2 000
55
9
ХИМИКИ ЕЩЕ ШУТЯТ

Книга М.Г. Воронцова и А.Ю. Рулева "О химии с улыбкой, или Основы пегниохимии" (М.: Наука, 1999. 221 с.) в существенной степени обогатила литературу о забавных химических историях, шутках химиков и о химиках. Прежде многое в этом роде можно было прочитать в журнале "Химия и жизнь", кое-что мы находим в отличной "Книге по химии для домашнего чтения" Б.Д. Степина и Л.Ю. Аликбековой (1995 г.) и лишь в небольшом, во всяком случае на русском языке, числе других изданий. Автор этой заметки тоже собрал такой материал; много записей сделала Е.А. Терентьева. Любопытные шутки были найдены в Интернете. На вопрос, стоит ли тратить время на это, надо ответить - а почему бы и нет? Нобелевский лауреат, выдающийся физик П.Л.Капица писал: "Наука должна быть веселая, увлекательная и простая. Таковыми же должны быть ученые". У кого не вызовут улыбку, например, такие дефиниции. "Органическая химия - это наука о превращении отвратительных веществ во вполне сносные публикации", "Пилотная установка - достаточно скромное устройство для подтверждения ошибок технологии перед их тиражированием в дорогостоящем крупномасштабном производстве" (найдены в Интернете). Или - оттуда же - некоторые характеристики тех, кто работает в химии: "Химики — самые большие чистюли: они моют руки даже перед посещением туалета", "Старые химики не умирают, они просто перестают реагировать", "Старые химики, не умирают. они просто приходят в равновесие". На досуге главный редактор не только собирал, но и что-то сочинял сам; вот несколько примеров. "Лизе Мейтнер была в семье третьим ребенком, Мария Кюри шестым, Иван Алексеевич Каблуков восьмым, а Дмитрий Иванович Менделеев семнадцатым. Каким бы выдающимся химиком был бы, скажем, двадцать второй ребенок!" В НИИ по удобрениям и инсектофунгицидам (НИИУИФ) работал в свое время некто Юсько. Он писал жалобы и вносил, причем на самый верх, невероятные предложения. Институт много занимался промышленностью фосфорных удобрений, которые делаются, как известно, из фосфоритов или апатита. Юсько предложил гениальное решение: вовсе не производить фосфорные удобрения на заводах, а вносить в почву непосредственно добытые фосфориты и затем поливать поля серной кислотой!" Член-корреспондент РАН Г.Б. Бокий неоднократно ставил вопрос о том, чтобы СССР, а затем Россия официально приняли химическую номенклатуру Международного союза теоретической и прикладной химии. Он полагал, что кто-то виноват в том, что такое решение десятилетиями не принимается, хотя номенклатуру внедрили у себя даже небольшие африканские страны, например Кот-д'Ивуар. «Даже какие-то коты-дивуары приняли номенклатуру, а мы никак не можем», - возмущался Георгий Борисович. Один химик очень хотел стать членом академии наук. Его заслуги к моменту выборов были еще весьма скромными. Но отец нашего героя был весьма влиятельным человеком и имел друзей среди академиков. К тому же сам кандидат проявлял себя в качестве крупного денежного воротилы, нужного властям. Посему власти при выборах в академию выделили дополнительное (так сказать, целевое) место, и, как почти всегда бывает в таких случаях, большинство голосов было обеспечено. Дело было в 1768 г. во Франции, а выбирали в академию Лавуазье. Российские интеллигенты старшего поколения помнят, какой успех имел вышедший в 1966 г. сборник "Физики шутят". Конечно, время было другое, науку очень чтили, ученые были в центре общественного внимания. И тем не менее и сейчас массовое издание типа "Химики тоже шутят" было бы полезно. Интересная книга М.Г.Воронкова и А.Ю.Рулева в значительной степени и является таким изданием. К сожалению, она выпущена издательством "Наука" тиражом в 3 тысячи экземпляров и уже по этим причинам не может стать массовой.

 
2 000
55
10
ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ЖИДКОСТЬЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ: КАКОВЫ ПЕРСПЕКТИВЫ?

На международной конференции по экстракции, проведенной в июле 1999 г. в Барселоне, состоялась дискуссия об общем положении и перспективах исследований в области жидкость-жидкостной экстракции. Дискуссия была инициирована пленарным докладом П. Данези (Австрия); доклад этот был задуман как будоражащий, рассчитанный на возражения, на спор ("Приготовьте пистолеты, - гласила надпись на первом слайде, - выступление будет провокационным"). Автор данной заметки услышал в этом докладе многие мысли, созвучные собственным, поэтому "провокационное" выступление Данези не вызвало желания спорить с ним, а, наоборот, подкрепило, с одной стороны, собственные сомнения и, с другой, уверенность в том, что эти сомнения целесообразно обсудить.
"Любую область науки и техники, - напомнил Данези, - надо периодически оценивать". Оценивать, конечно, могут специалисты, понимающие существо и значимость решаемых задач, опираясь и на различные количественные данные о развитии области. Если откладывать на графике рост новаций в зависимости от "усилий" (числа занятых людей, ресурсов и т.д.), то практически всегда получаем кривую с "насыщением", с плато, которое, в зависимости от точки зрения, от степени собственной привязанности к рассматриваемой области, можно называть либо стадией оптимизации, даже совершенства, либо стадией стагнации. Нагляднее те же данные представляются в других координатах: зависимость прироста нового знания (новое знание/год) от тех же усилий. В этом случае будем иметь кривую с максимумом: на каком-то этапе умножающиеся усилия начинают приносить все меньше нового знания.
Где, на какой точке этих кривых находится наука об экстракции? Можно думать, что максимум пройден (если говорить о второй кривой). Пример, вероятно, не самый удачный: число докладов на международных конференциях по экстракции росло с конца 60-х годов до 1988 г., затем начало падать.
Не решены ли в экстракции основные научные проблемы? Может ли быть обнаружено или предложено что-то, открывающее новые области или требующие "закрытия" старых? Нет уверенности, что экстракция будет столь же активно привлекать молодежь, как это было в 50-70 гг. Похоже, что ответы на вопросы, касающиеся разделения смесей, очистки или концентрирования, практика нередко ищет за пределами метода экстракции. Возможно, что экстракция теряет ключевые позиции в системе методов разделения, концентрирования и очистки, подчас уступая место сорбционным и другим методам. Если посмотреть, например, современные учебники по аналитической химии, то мы увидим, что экстракция занимает в них более скромное место, чем раньше.
Однако история науки показывает, что подписывать приговор той или иной области - дело рискованное. Известно немало примеров второго и третьего дыхания, принципиально новых поворотов в хорошо развитых областях, казалось бы, находящихся уже в состоянии стагнации. Тем более, что в таких областях как экстракция, нужно учитывать не только собственно научную продукцию, новое знание, но и инженерные решения, технологические проработки и особенно практическое использование, которое в огромной степени стимулирует добычу нового знания. А в промышленной практике (атомная промышленность, цветная металлургия и др.) экстракционная технология будет служить долго.

 
2 000
55
7
ПРОТОЧНЫЙ АНАЛИЗ

Автоматизацией химического анализа занимаются давно, и здесь были достигнуты значительные успехи. Но они относились преимущественно к заключительной стадии анализа, к собственно определению, измерению аналитического сигнала, а позднее и к обработке данных этого измерения. Начальные стадии анализа, т.е. отбор пробы и ее подготовка, длительное время не поддавались автоматизации из-за их сложности и многообразия. Между тем, например, стадия пробоподготовки, весьма, конечно, важная для анализа в целом, обеспечивающая разложение проб, разделение смесей, концентрированно определяемых компонентов, маскирование и т.п., оказывалась самой трудоемкой и вызывала ухудшение метрологических характеристик анализа из-за субъективных факторов. Появление проточного анализа обеспечило прорыв в этой области, тем более важный, что пробоподготовка непосредственно сопряжена с собственно определением.
Что понимать под проточным анализом? Представим себе поток технологической жидкости, например, в межцеховом трубопроводе. Если непосредственно в этот поток (in-line) ввести датчик, скажем, ионселективный электрод, мы сможем непрерывно определять концентрацию нужного компонента. Это Анализ в потоке (Analysis in Flow). Однако речь идёт, в сущности, не о таком анализе.
Под Проточным анализом (Flow Analysis) мы понимаем прежде всего, но не только, автоматизированный анализ большого числа проб, осуществляемый с помощью организованного в аналитическом приборе потока специально приготовленной жидкости, в которую автоматически вводятся аликвоты анализируемой жидкости и реагенты. Здесь поток-средство осуществления высокопроизводительного анализа, а не исходная анализируемая матрица.
Есть, правда, так называемый обратный вариант. Реагенты в этом случае автоматизированным способом вводятся в постоянно протекающий через аналитический прибор поток исходной анализируемой жидкости, отбираемой, скажем, через байпас или трубкой по ходу судна. Этот вариант, вообще говоря, одновременно является и Анализом в потоке и Проточным анализом, но поскольку в данном случае используется та же методология, а главное та же аппаратура, что и в "классическом" проточном анализе, этот вариант обычно относят именно к Проточному анализу.
Должно быть отмечено еще одно отличие. Анализ в потоке может относиться, в принципе, к объектам в любом агрегатном состоянии: к газам, сверхкритическим флюидам, жидкостям и даже к потоку твердых веществ, например на ленте транспортера. В Проточном анализе мы - во всяком случае, в настоящее время - имеем дело главным образом с жидкостями.
Развитие автоматизированного анализа жидкостей, в том числе и в потоке, намного отстало от развития подобного анализа газов, если иметь в виду массовый анализ большого числа проб. Первой существенной вехой на пути автоматизации массового анализа жидкостей было создание в 50-60 годах приема, который сейчас называют Непрерывным проточным анализом (НПА). Прием был реализован в приборах фирмы "Текникон", и эти приборы получили довольно широкое применение в анализе сельскохозяйственных объектов, в частности почвенных вытяжек, а также в приложении к ряду других объектов.
Второй вехой, несомненно, было появление в середине 70-х годов Проточно-инжекционного анализа (ПИА). Если в НПА используется поток жидкости, разделенный пузырьками воздуха, то в ПИА применяется неразделенный поток. Здесь нет возможности рассматривать эти методы по существу.
За последние годы в области проточного анализа появилось много нового. Можно указать последовательный инжекционный анализ (Sequential Flow Analysis), микроварианты ПИА, комбинации ПИА и ионной хроматографии, комбинацию ПИА и капиллярного электрофореза, многокомпонентный анализ, электроинжекционный анализ. ПИА широко используют в плотном сочетании со спектроскопическими методами анализа.

 
2 000
55
1
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В КИТАЕ

Можно взять наугад десяток выпусков, например, журнала Analytica Chimica Acta и посчитать, какую долю публикаций составляют в них работы китайских аналитиков. Нетрудно будет убедиться в том, доля эта сейчас весьма велика. После наблюдавшегося ряд лет назад взлета аналитической химии в Испании в настоящее время мы являемся свидетелями интенсификации и резкого повышения уровня исследований по аналитической химии в Китайской Народной Республике, что Китайские лаборатории, как правило, очень хорошо оснащены. Правительство, а также международные организации и фонды, поддерживающие развивающиеся страны, вкладывают значительные средства в обеспечение научных центров. Организуемая раз в два года в Пекине выставка и конференция по инструментальному анализу могут конкурировать с крупнейшими в мире мероприятиями аналогичного характера (с Питсбургской конференцией в США, выставкой "Аналитика" в Мюнхене).
Значительную роль в подъеме исследований сыграло массовое обучение молодых китайцев в США и других странах, особенно в аспирантуре - как в 50-е годы обучение в Советском Союзе. Хотя далеко не все уехавшие на учебу возвращаются в Китай, те, что вернулись, привносят в университеты, академические институты и другие научные центры современные знания и навыки, обеспечивают связи со специалистами других стран, отличаются хорошим знанием иностранных языков. Приобретя, будучи за рубежом, опыт публикации научных статей в международных, хорошо цитируемых, журналах, эти молодые ученые продолжают публиковать в этих журналах и работы, выполняемые уже в Китае. Прежде же значительная часть работ печаталась на китайском языке и, таким образом, фактически выпадала из научного обихода.
Специалисты-аналитики в КНР имеют хорошую репутацию и среди научного сообщества внутри страны, ряд ведущих ученых являются членами Академии наук Китая. Среди них известный аналитик-спектроскопист Хуан Бенли из Сямыньского университета на юге Китая; крупный ученый в области проточно-инжекционного анализа, автор двух монографий на английском языке Фан Жаолун, работающий в Шеньянском университете. Можно также назвать академика Юй Жучина из города Чаньша, который, в свое время учился в Ленинградском университете; сейчас он активно занимается хемометрикой, ион-селективными электродами и другими вопросам.
Крупные школы аналитиков сложились также в Пекинском университете, в университете Циньхуа (тоже в Пекине), в Найкайском университете (г. Тяньцзинь), в ряде институтов Китайской академии наук, например в Институте прикладной химии в Чаньчуне. В этом институте серьезная лаборатория, работающая в области электрохимических методов анализа. Ею руководит известный специалист академик Ван Эркан.
В Китае были организованы две конференции "Азияанализ" - в 1993 г. в Чаньчуне и в 1999 г. в Сямыне.
Страна, история культуры которой насчитывает несколько тысячелетий, страна, давшая миру бумагу, компас, фарфор, книгопечатание, спидометр, имеет сейчас все шансы обогатить науку и технику новыми крупными достижениями.

 
2 000
55
12
НЕСКОЛЬКО ВЫДАЮЩИХСЯ ДОСТИЖЕНИЙ ХИМИИ В 1999 ГОДУ

В редакции американского журнала Chemical and Engineering News была сделана попытка собрать мнения о крупнейших результатах в области химии за 1999 г. Конечно, сделанный отбор субъективен, как все такого рода выборки. К тому же за основу были взяты те новинки, о которых в течение года писал сам журнал. И тем не менее эти сведения любопытны.

В числе названных - синтез катиона N5+ в виде его соли. Это первая, открытая за более чем столетний период химическая форма, состоящая только из атомов азота (рис.1).

Fig1s.png
рис.1

Fig2s.png
рис.2
 

Еще более впечатляет получение новых сверхтяжелых элементов - 114, 116 и 118. Проведенные эксперименты подтверждают теорию о существовании "острова стабильности" в районе элемента 114 и предсказания, сделанные на основе этой теории. Получена реальная картина d-орбитали (см. Chem. Eng. News, Sept. 6, 1999, р.8).

Можно отметить кристаллическую структуру рибосомы и ее структурных единиц. Рибосома - "машина" для синтеза протеинов; выяснение ее структуры - очень значительное событие. Специалисты считают, что за этим просматривается практическое использование.

Наконец, в число достижений отнесен результат важный, но едва ли в чистом виде научный. В августе 1998 г. американцы разрушили ракетами фармацевтический завод в Судане, полагая, что на заводе производится фосфорорганическое соединение I (рис.2), из которого можно готовить нервно-паралитическое отравляющее вещество VX.

 В результате химического анализа на месте разрушенного завода не было обнаружено ни соединения I, ни более устойчивого продукта его разложения II (см. рис.2), не говоря уже о самом VX. Ошибочка вышла с этой бомбардировкой.

 
2 001
56
5
ХИМИКИ, ПРОЯВИВШИЕ СЕБЯ В ИНЫХ ОБЛАСТЯХ

...Кто ничего не понимает, кроме химии, тот и ее понимает недостаточно.
Г. К. Лихтенберг
 
Когда известный химик, Нобелевский лауреат Роалд Хоффман был студентом химического факультета Колумбийского университета, он увлекся гуманитарными дисциплинами. "Я слушал лекции... о поэзии, изучал японскую литературу и почти полностью переключился на историю искусств как на самый главный предмет в моей учебе", - так говорил он много позже в интервью газете "Нью-Йорк таймс". Интерес к поэзии, к литературе сохранился у Хоффмана на всю жизнь, он автор поэтических книг, книг-эссе; одна из его работ такого рода - "Химия образная".

На литературном поприще проявил себя и еще один Нобелевский лауреат в области химии - Карл Джерасси. А химик-аналитик Василий Гроссман и масс-спектрометрист Чарльз Сноу пошли (и навсегда) в художественную прозу. Известный писатель Марк Алданов (псевдоним; настоящая фамилия Ландау) - тоже химик. Во время первой мировой войны в Петербурге Алданов разрабатывал способы защиты от газовой атаки. И в эмиграции (он уехал из России в 1918 или 1919 г.) продолжал работы в области химии. В 1937 г. издана его книга "Актинохимия", в 1951 г. - "К возможности новых концепций в химии".
Э. Канетти, лауреат Нобелевской премии 1987 г. по литературе, сценарист и романист, мастер афоризмов, изучал химию в Вене, в 1928 г. получил степень доктора. Химиком-фармацевтом была Агата Кристи, а в более старые времена к химии имели отношение Ф. Шиллер и особенно И.В. Гёте (недавно на немецком языке вышла монография "Гёте как химик"; были такие книги и раньше).
Известный писатель-фантаст А. Азимов, умерший в 1992 г., был профессором-биохимиком. Американский химик Э.Э. Рейд в возрасте 100 лет опубликовал автобиографию с замечательным названием "Мои первые сто лет".
Химиков можно найти в мире театра, кино, музыки и эстрады. Звезда советской эстрады Аркадий Райкин окончил школу с химическим уклоном и одно время работал на Охтинском химическом заводе. Киноартист Александр Филиппенко в молодости работал в группе электронного парамагнитного резонанса в Институте геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского АН СССР. Мировая знаменитость тенор X. Каррерас несколько лет назад был удостоен звания почетного доктора Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева. Ну и, наконец, хрестоматийный факт - композитор А.П. Бородин. О нем в одной немецкой книге написано, что он даже среди химиков, вероятно, лучше известен своими "Половецкими плясками", чем химическими работами. Однако его именем названа реакция декарбоксилирования (1861 г.).
Наука и политика требуют совершенно разного подхода, различных принципов. Несмотря на это, некоторые ученые и инженеры, имеющие химическое образование и опыт работы в химии, занимали государственные должности.
Знаменитый химик-органик Жан Дюма (1800-1884 гг.) был министром высшего образования Франции; в его послужном списке и многие другие крупные должности - он был мэром Парижа, начальником монетного двора, секретарем Парижской академии наук.
Газета "Новое время" писала 26 октября 1895 г. "Самой интересной личностью в новом французском министерстве является знаменитый химик Вертело. Общее изумление вызвало согласие его попробовать свои силы на скользком дипломатическом паркете". А менее чем через полгода, 18 марта 1896 г. другая газета, "Сын отечества", сообщает: "Великий химик и неопытный дипломат г-н Вертело, с самоотвержением взявший на себя должность министра иностранных дел, сложил с себя звание отчасти ввиду сложности международного положения, отчасти ввиду «семьи”. Надо сказать, что эта попытка М. Бертело поработать министром была уже второй. Столь же коротко, с 11 декабря 1886 г. по 30 мая 1887 г., он занимал пост министра народного просвещения.
Некоторые химики на государственных постах продержались дольше. Елена Чаушеску, жена румынского диктатора Николае Чаушеску, химик-полимерщик, довольно долго работала председателем Комитета по науке и технике Румынии. Эрнё Пунгор, очень известный венгерский химик-аналитик, после политических преобразований 1989-1991 гг. несколько лет был председателем Государственного комитета по науке и технике в ранге министра правительства Венгрии. Другой химик-аналитик, редактор International Journal of Environmental Analytical Chemistry, профессор X. Албаджес стал министром науки и техники в правительстве испанской провинции Каталония. Маргарет Тэтчер, по образованию инженер-химик, долгие годы была, как все помнят, премьер-министром Великобритании. Два президента Израиля тоже были химиками.
Член-корреспондент АН СССР Г.А. Ягодин был министром высшего образования в СССР лет пять. В той же должности еще в сталинские времена служил химик-технолог С.В. Кафтанов. Продолжительное время министром культуры СССР работал инженер-химик П.Н. Демичев, а до него Е.А. Фурцева, тоже химик. Нефтехимик Н.К. Байбаков был министром нефтяной промышленности СССР, а в 60-70 гг. - председателем Государственного планового комитета.
Ее королевское высочество принцесса Чалабхорн Махидол (Таиланд) - директор исследовательского института в Бангкоке и профессор химии в университете Махидол. Она младшая дочь таиландского короля Бхумибола Адулядея и королевы Сирикит. В числе научных интересов принцессы - химия природных соединений.
И последнее. Мало кому известно, что Исаак Ньютон не менее 30 лет занимался химией, точнее алхимией, стараясь, чтобы об этом знали как можно меньше. Это была его тайная любовь, не давшая, однако, практически никаких плодов. В книге С.И. Вавилова "Исаак Ньютон" химическим исследованиям великого физика посвящена целая глава.

 
2 001
56
1
АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ НА КОНФЕРЕНЦИИ Pittcon-2000

Небольшой статистический анализ докладов на Pittcon-2000, результаты которого представил мне Я.И. Яшин, дает картину того внимания, которое уделяется в США различным методам анализа.
Вот как распределяются представленные сообщения (указано общее число докладов, авторы которых так или иначе совершенствуют или используют указанные методы):
Хроматографические методы - 583
Спектроскопические методы - 210
Масс-спектрометрические – 207
Сенсоры, в том числе биосенсоры - 168
Электрохимические -  133
Капиллярный электрофорез - 122
Термические методы - 18
ЯМР - 10
Титриметрия - 5
Следует отметить интерес к масс-спектрометрии, сенсорам и капиллярному электрофорезу; не говоря уже о хроматографии. Среди хроматографических методов имеем такое распределение:
Газовая - 315
Высокоэффективная жидкостная - 232
Ионная - 19
Сверхкритическая флюидная - 12
Противоточная - 5
Здесь существенное место занимает жидкостная хроматография; доля ионной в ней невелика. Отдельные спектроскопические методы представлены следующим образом:
ИК-спектроскопия - 130
Рамановская - 63
Атомно-абсорбционная - 61
Спектрофотометрия и люминесценция - 26  в видимой и УФ-областях
Микроскопические методы - 15
Лазерная - 10
Атомно-эмиссионная - 5
Это последнее распределение можно считать почти сенсационным. Прежде всего это касается широкого применения ИК и рамановской спектроскопии. Далее, это относительно небольшое число работ по атомной абсорбции; метод становится рутинным, обычным, научных работ ему посвящается меньше. Труднее объяснить очень малое число докладов, посвященных атомно-эмиссионной спектрометрии.

 
2 001
56
2
МИНИАТЮРИЗАЦИЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Уменьшение навесок, аликвот, устройств для анализа - перманентная тенденция развития аналитической химии. На глазах одного-двух поколений осуществился, например, переход от макромасштабов "мокрого" химического анализа к полумикро- и микроанализу, а в середине XX столетия были разработаны методы и техника ультрамикрохимического анализа под микроскопом. То же характерно и для "инструментальных" методов анализа. Самое интересное и перспективное продвижение последних лет - это попытки целые приборы разместить на микроэлектронном чипе; особенно это относится к капиллярному электрофорезу и отчасти к проточно-инжекционному анализу. Здесь еще много проблем, особенно в создании миниатюрных детекторов, но их будущее просто захватывающее (подробнее см. об этом Журн. аналит. химии. 1998. Т. 51. №4. С. 357).
Но и в случае более или менее обычных аналитических приборов мы наблюдаем постоянное стремление к уменьшению размеров. При этом преследуется сразу несколько целей. Приборы могут стать транспортабельными, в том числе переносными, пригодными для применения "в поле", т.е. там, где чаще всего находится объект анализа. Это может быть, например, анализ геологических объектов, воздуха в производственных и жилых помещениях, в том числе в шахтах, крови на сахар и алкоголь, обнаружение взрывчатых и отравляющих веществ, а также наркотиков в аэропортах, агрохимический анализ, контроль за качеством воды.
Портативные приборы имеют преимущества и в обычных лабораториях, так как занимают меньше места, потребляют меньше энергии, реактивов и самих анализируемых веществ; к тому же маленькие приборы обычно дешевле крупногабаритных. Так, мы видим стремление к миниатюризации хроматографов. Это образцы для мобильных лабораторий, например на автомобилях или катерах; такие приборы можно использовать для обследований на месте загрязнений водоемов или для анализов в экстремальных условиях - при залповых выбросах, взрывах, пожарах и т.д. Появились и переносные хроматографы - газовый, ионный; правда, они еще довольно тяжелые и требуют квалифицированного обслуживания.
Проблема миниатюризации - сохранить аналитические характеристики портативных и мини-приборов (карманного типа газоанализаторы или определители растворенного в воде кислорода) на уровне характеристик обычных стационарных приборов. К сожалению, часто миниатюризация приводит пока к снижению возможностей приборов. В случае хроматографов наблюдается ухудшение разделительной способности колонок и пределов определения. Однако можно надеяться, что последние достижения в технологии изготовления колонок, систем для поддержания газовых потоков, систем обработки результатов позволяет уменьшить потери характеристик.
В заключение можно обратить внимание на обзор, посвященный вопросам миниатюризации в методах разделения и концентрирования: Anal. chim. acta. 1997. V. 351. P.23-40.

 
2 001
56
3
ЦЕНТРЫ КОЛЛЕКТИВНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИБОРОВ

В условиях финансовых трудностей и высокой стоимости сложных, особенно многофункциональных, приборов их коллективное приобретение, обслуживание и использование надо считать жизненной необходимостью. Это было давно понято; в СССР в конце 80-х годов готовилось даже правительственное постановление о создании таких центров (оно не было подписано). Однако в нашей стране реальное образование центров коллективного пользования (ЦКП) тормозилось отсутствием средств для приобретения и размещения приборов, трудностями, а точнее, практической невозможностью обобществления уже имеющейся у организаций аналитической техники и обеспечения ее эксплуатации (кадры, расходуемые материалы), недостатком воли, активного начала, энтузиастов, способных трудности преодолевать. Тем не менее известны примеры создания таких центров, в частности, в некоторых городах на межведомственной основе, в высших учебных заведениях. Большое число ЦКП было образовано при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований на базе отдельных научных учреждений.
Проблема коллективного использования приборов - отнюдь не только российская; она стоит и в весьма богатых странах и, более того, успешно решается. Например, многие университеты США имеют межкафедральные и/или межфакультетские центры. Журнал International Laboratory посвятил американским университетским центрам большую статью (January-February 2000). Несколько идеализированный, по нашим меркам, общеуниверситетский ЦКП может включать следующий приборы: ЯМР-спектрометр на 500 МГг, масс-спектрометр высокого разрешения, хромато-масс-спектрометр, газовый хроматограф, С, Н, N, S/O  анализатор, оборудование для термического анализа, ИК Фурье-спектрометр, тоннельный электронный микроскоп, сканирующий электронный микроскоп, конфокальный микроскоп, рентгенофлуоресцентный спектрометр с дисперсией по длинам волн, рентгенофлуоресцентный спектрометр с дисперсией по энергиям, рентгеновский дифрактометр, атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой, атомно-абсорбционный спектрометр с графитовым атомизатором, ЭПР-спектрометр, оборудование для пробоподготовки, оборудование для тестирования.
По ценам на начало 2000 г. общая стоимость перечисленного оборудования с учетом того, что некоторые приборы присутствуют не в одном экземпляре, составляла около 5 миллионов долларов. Отметим, что в перечне нет весьма нужных приборов - жидкостного хроматографа, ионного хроматографа, спектрофотометра для видимой и УФ областей спектра, рН метров и даже аналитических весов.
Центр управляется администрацией университета и существует на правах отдельного подразделения. В его обязанности входит обслуживание разных подразделений университета, причем анализы сотрудники этих подразделений часто делают сами после инструктажа (если это необходимо) работников ЦКП. Центр обеспечивает нормальное функционирование приборов, в том числе ремонт, поставку расходуемых материалов, замену устаревшей или пришедшей в негодность техники. Важной задачей центра является также помощь подразделениям университета в использовании их собственного оборудования; сюда входит ремонт, консультации и т.д.
Бюджет ЦКП складывается из нескольких источников. Приблизительно 60% предоставляет университет, 40% центр зарабатывает сам. Естественно, это плата за анализы и испытания; деньги берут не только с посторонних (за пределами университета), но и с подразделений самого университета; правда, расценки в этих случаях разные. Работники центра получают хорошую зарплату, на нее идет 65% всех расходов; это позволяет привлечь квалифицированный персонал, включая научных работников и техников. Некоторые техники и лаборанты числятся в других подразделениях, но работают под эгидой центра; факультетам это удобнее. Штат центра обычно очень небольшой - не более 10 человек, часто меньше, например 6 сотрудников: директор, секретарь, два научных сотрудника со степенью, два лаборанта. Вот "модельный" бюджет центра в тысячах долларов:
Зарплата(6 сотрудников) - 260
Расходуемые материалы и прочие текущие траты - 135
Новое оборудование - 5
Общие затраты - 400
Конечно в России университетским центрам такие средства не под силу, но сама идея центров, безусловно, продуктивна.

 
2 001
56
4
СТО ВЫДАЮЩИХСЯ ЕВРОПЕЙСКИХ ХИМИКОВ XVIII-XX СТОЛЕТИИ

Федерация европейских химических обществ (ФЕХО) в 1998 г. приняла решение отметить начало третьего тысячелетия составлением списка выдающихся европейских химиков. Было решено ограничить список ста химиками, работавшими в XVIII-XX столетиях; ныне живущих ученых в список включать не предполагалось. Механизм отбора был непростым (он описан в Интернете: www.chemsoc.org/fecs). Все химические общества, входящие в ФЕХО, а их около 40, должны были представить свои списки, включающие любое число химиков. Восемь стран на запрос не ответили, еще десять дали списки ученых только своей страны, и эти списки были исключены из рассмотрения. Дальнейшая работа велась со списками, присланными двадцатью обществами; в общем списке оказалось 308 имен. Исключение из этого перечня химиков, упоминавшихся лишь один раз, сократило список до 112 ученых. Далее были исключены явные "нехимики" (хотя они остались и в окончательном списке). Короче говоря, специальный комитет ФЕХО, занимавшийся этим проектом, довел список до заданного размера. Федерация европейских химических обществ (ФЕХО) в 1998 г. приняла решение отметить начало третьего тысячелетия составлением списка выдающихся европейских химиков. Было решено ограничить список ста химиками, работавшими в XVIII-XX столетиях; ныне живущих ученых в список включать не предполагалось. Механизм отбора был непростым (он описан в Интернете: www.chemsoc.org/fecs). Все химические общества, входящие в ФЕХО, а их около 40, должны были представить свои списки, включающие любое число химиков. Восемь стран на запрос не ответили, еще десять дали списки ученых только своей страны, и эти списки были исключены из рассмотрения. Дальнейшая работа велась со списками, присланными двадцатью обществами; в общем списке оказалось 308 имен. Исключение из этого перечня химиков, упоминавшихся лишь один раз, сократило список до 112 ученых. Далее были исключены явные "нехимики" (хотя они остались и в окончательном списке). Короче говоря, специальный комитет ФЕХО, занимавшийся этим проектом, довел список до заданного размера.
Перечень публикуется ниже. При подготовке его к публикации на русском языке пришлось, конечно, изменить порядок имен в соответствии с русским алфавитом; это, однако, не имеет существенного значения, так как оригинальный список тоже был основан на алфавите и не предполагал никакой иерархии. Были трудности в транскрипции ряда имен; приходилось учитывать, с одной стороны, сложившуюся практику, с другой - точность передачи имени.

 

XVIII ВЕК

Бергман, Торберн Улоф (1735-1784)

Бертолле, Клод Луи (1748-1822)

Блэк, Джозеф (1728-1799)

Воклен, Луи Николя (1763-1829)
Гадолин, Юхан (Иоганн) (1760-1852)
Кавендиш, Генри (1731-1810)
Кирван, Ричард (1733-1812)
Клапрот, Мартин Генрих (1743-1817)
Лавуазье, Антуан Лоран (1743-1794)
Ломоносов, Михаил Васильевич (1711-1765)
Пристли, Джозеф (1733-1804)
Рипрехт, Антал (1748-1818)
Рихтер, Иеремия Бенджамин (1762-1807)
Шееле, Карл Вильгельм (1742-1786) 

 

XIX ВЕК

Авогадро, Амедео (1776-1856)

Аррениус, Сванте Август (1859-1927)

Ауэр, фон Вельсбах Карл (1858-1929)

Байер, Иоган Фридрих Вильгельм Адольф (1835-1917)

Бертло, Пьер Эжен Марселен (1827-1907)
Берцелиус, Йёнс Якоб (1779-1848)
Бунзен, Роберт Вильгельм (1811-1899)
Бутлеров, Александр Михайлович (1828-1886)
Вант Гофф, Якоб Генрик (1852-1911)
Вёлер, Фридрих (1800-1882)
Вернер, Альфред (1866-1919)
Вюрц, Шарль Адольф (1817-1884)
Гей-Люссак, Жозеф Луи (1778-1850)
Гофман, Август Вильгельм (1818-1892)
Грэм, Томас (1805-1869)
Дальтон, Джон (1766-1844)
Дюма, Жан Батист Андрэ (1800-1884)
Дэви, Хемфри (1778-1829)
Канниццаро, Станислао (1826-1910)
Кекуле, Фридрих Август (1829-1896)
Клайзен, Людвиг (1851-1930)
Кольбе, Адольф Вильгельм Герман (1818-1884)
Ле Шателье, Анри Луи (1850-1936)
Либих, Юстус (1803-1873)
Лоран, Огюст (1807-1853)
Мейер, Лотар Юлиус (1830-1895)
Менделеев, Дмитрий Иванович (1834-1907)
Муассан, Анри (1852-1907)
Оствальд, Вильгельм Фридрих (1853-1932)
Пастер, Луи (1754-1826)
Перкин, Уильям Генри старший (1838-1907)
Пруст, Жозеф Луи (1754-1826)
Рамсей, Уильям (1852-1916)
Сольве, Эрнст (1838-1922)
Стаc, Жан Серве (1813-1891)
Сент-Клер Девиль, Анри Этьен (1818-1881)
Фарадей, Майкл (1791-1867)
Фишер, Эмиль (1852-1919)
Франкланд, Эдвард (1825-1899)
Фрезениус, Карл Ремигиус (1818-1897)

 

XX ВЕК
Астон, Фрэнсис Уильям (1877-1945)

Бартон, Дерек Гарольд Ричард (1918-1998)

Бош, Карл (1874-1940)
Брёнстед, Йоганнес Николаус (1879-1947)
Бутенанд, Адольф Фридрих Иоганн (1903-1995)
Вильштеттер, Рихард Мартин (1872-1942)
Виттиг, Георг Фридрих Карл (1897-1987)
Габер, Фриц (1869-1934)
Ган, Отто (1879-1968)
Ганч, Артур Рудольф (1987-1935)
Гейровский, Ярослав (1890-1967)
Гриньяр, Франсуа Огюст Виктор (1871-1935)
Дебай, Петер Джозеф Вильгельм (1884-1966)
Дильс, Отто Пауль Герман (1876-1954)
Зигмонди, Рихард Адольф (1865-1929)
Ингольд, Кристофер (1893-1970)
Каррел, Пауль (1899-1971)
Кендрю, Джон Коудери (1917-1997)
Кюри, Мария (1867-1934)
Натта, Джулио (1903-1979)
Нернст, Вальтер Герман (1864-1941)
Ноддак, Ида Ева (1896-1978)
Прегль, Фриц (1869-1930)
Прелог, Владимир (1906-1998)
Резерфорд, Эрнест (1871-1937)
Реппе, Вальтер Юлиус (1892-1969)
Робинсон, Роберт (1886-1975)
Ружичка, Леопольд Стефан (1887-1976)
Сабатье, Поль (1854-1941)
Сведберг, Теодор (1884-1971)
Семенов, Николай Николаевич (1896-1986)
Сёренсен, Сёрен Петер Лауриц (1868-1939)
Содди, Фредерик (1877-1956)
Тодд, Александер Робертус (1907-1997)
Уилкинсон, Джеффри (1921-1998)
Хаворт, Уолтер Норман (1883-1950)
Хассель, Одд (1897-1981)
Хевеши, Дьердь де (1885-1966)
Хиншелвуд, Сирил Норман (1897-1967)
Ходжкин, Дороти Мэри (1910-1994)
Цвет, Михаил Семенович (1872-1919)
Циглер, Карл (1898-1973)
Штаудингер, Герман (1881-1965)
Шток, Альфред (1876-1946)

 

Соотношение числа химиков XVIII-XX веков таково: 14; 42; 44. Три страны, "поставщики химиков", Германия, Соединенное Королевство и Франция заняли в этом списке соответственно 28; 24 и 15 мест. В перечне пять российских химиков: Ломоносов, Менделеев, Бутлеров, Цвет и Семенов. Пять имен дала также Швеция. Другие страны - меньше.

 

 
2 001
56
9
РАСПОЗНАВАНИЕ ОБРАЗЦОВ ВМЕСТО ПОКОМПОНЕНТНОГО АНАЛИЗА

Достоинство вина лучше всего оценивают профессиональные дегустаторы. Несмотря на то что обычными аналитическими методами можно достаточно точно определить множество веществ, содержащихся в вине, общий "образ" напитка получить таким образом довольно трудно. До сих пор у дегустаторов не было "инструментальных" конкурентов. Аналогичную ситуацию имеем в случае парфюмерных продуктов, особенно духов: можно надежно определить хроматографическими методами несколько десятков или даже сотен компонентов их запахов, но только знаток-парфюмер или даже обычная женщина может оценить запах "в целом". А про способность собак различать запахи и говорить нечего - они продолжают искать взрывчатые вещества и наркотики.
Однако мы, похоже, на пороге значительных изменений в этой области.
Проводятся конференции, тема которых - электронный нос; издана, по крайней мере, одна монография под таким же названием. На Питсбургской конференции по аналитической химии и прикладной спектроскопии 2000 года фирма Cyrano Sciences демонстрировала серийный набор такого типа под названием Cyranose 320. Прибор портативный, его можно носить в руках.
Что же такое электронный нос? Это устройство, состоящее из относительно большого числа отдельных газовых сенсоров, аналитические сигналы которых обрабатываются с использованием современных математических приемов, прежде всего теории распознавания образов, искусственных нейронных сетей. В приборе, о котором только что сказано, 32 сенсора, изготовленных из композиционных материалов - комбинации проводящего углеродного материала с непроводящим полимером. В присутствии тех или иных паров (газов) полимер набухает, при этом изменяется сопротивление. Эта технология разработана химиком Натаном Льюисом из Калифорнийского технологического института. В результате компьютерной обработки совокупности сигналов такого набора сенсоров возникает некий обобщенный сигнал, который служит характерным признаком изучаемой смеси паров (газов). Практически невероятно, чтобы этот сигнал совпал с сигналом какой-либо другой смеси. Это позволяет, после набора градуировочных показателей, либо находить нужные вещества, либо обнаруживать подделки, оценивать степень свежести пищевого продукта, диагностировать заболевания по выдыхаемому воздуху и т.д.
Известны и другие подходы к созданию электронного носа.
Для жидкостей нужен искусственный язык. Принцип его создания похож на принцип устройства электронного языка: сигналы неселективных датчиков, например ионселективных электродов, одновременно помещаемых в изучаемую жидкость, обрабатывает компьютер по той же схеме, что и в случае электронного носа. На упомянутой Питсбургской конференции фирма Alpha M.O.S. показала, как было объявлено, "первый в мире коммерческий электронный язык" под названием aAstree. Прибор включает автосамплер, электронный блок и компьютер. Анализируемая жидкость вносится в стакан на 150 мл, и туда вводится зонд, состоящий из набора датчиков.
В нашей стране есть весьма продвинутая работа по созданию электронного языка, успешно выполняемая в Санкт-Петербургском университете при участии коллег из одного университета Рима и Московского энергетического института. Руководитель этой работы Ю.Г. Власов неоднократно делал доклады о полученных результатах, о них писала даже широкая пресса ("Российская газета", 10.11.2000). Созданное устройство различает, например, 30 видов минеральных вод, более 30 различных соков, 15 видов кофе, отличает природную минеральную воду от ее подделки и т.д.
Мы имеем дело по существу с новой методологией анализа: вместо определения большого числа отдельных компонентов оценивается общий "образ" пробы, что в ряде случаев чрезвычайно важно.

 
2 001
56
8
СКРИНИНГ МАССОВЫХ ПРОБ

Потребность в химическом анализе все время растет прежде всего за счет появления новых объектов контроля и более глубокого понимания значимости анализа объектов, ранее известных. К последней группе относятся, например, объекты окружающей среды, пищевые продукты, лекарственные препараты, биологические жидкости. В результате значительно возрастает число проб, которые необходимо анализировать. Справляться с этой задачей помогает, конечно, автоматизация, особенно в тех случаях, когда речь идет об анализе однотипных проб на ограниченное число компонентов. Другой, но не альтернативный, путь решения проблемы - более широкое использование методологии скрининга. Эта методология особенно удобна тогда, когда контролируемый компонент присутствует не во всех пробах или, точнее, если и присутствует, то в концентрациях, ниже нормируемой или заданной каким-то иным способом. Например, нормативные документы требуют, чтобы в пищевых продуктах проверялось наличие свинца, кадмия и ртути, но практика показывает, что эти тяжелые металлы весьма редко присутствуют в пище в концентрациях, представляющих опасность для потребителя, т.е. их содержания чаще всего ниже предельно допустимых. Отсюда вывод: надо простыми средствами разбраковывать пробы, отбирая для обстоятельного анализа только те из них, в которых присутствие определяемого компонента в принципе обнаружено.
Методология скрининга заключается в следующем. Предварительное обследование должно быть по возможности дешевым, простым, не требующим особенно высокой квалификации исполнителя, а главное - допускающем массовость, т.е. быструю обработку большого числа проб. При таком обследовании возможно два результата - положительный и отрицательный. Отрицательный результат считается правильным и окончательным, с такими пробами больше дела не имеют. Пробы, давшие положительный результат, передаются для анализа с использованием более мощных методов, результаты которых могут иметь, если нужно, и юридическую силу. Примером может служить проверка водителей автомобилей на присутствие паров алкоголя в выдыхаемом воздухе, которая осуществляется дорожным инспектором с помощью трубки. При отрицательном результате водителя отпускают. Положительный результат, хотя и дает повод для задержания документов, юридической силы в суде иметь не будет, так как в этом случае нужен анализ крови в стационарных условиях с соответствующим протоколом.
То обстоятельство, что отрицательный результат рассматривается как точный и окончательный, заставляет повышать надежность средств, используемых для скрининга. Простота простотой, дешевизна дешевизной, но лучше не пропускать положительный результат.
И еще одно соображение. Скрининг можно выполнять и в обычной аналитической лаборатории, и это делается. Но удобнее и целесообразнее осуществлять скрининг поближе к тому месту, где находятся анализируемые объекты. Ведь предварительная подготовка большого числа проб (подкисление и т.д.) и их транспортирование - тоже непростое дело. Другими словами, желательны "полевые" приемы скрининга и соответствующие средства для этого - возимые, переносимые, карманные, иногда просто для одноразового использования и т.п.

1 - 30Далее