Ученые Самарского университета создали "летающий" газохроматограф

Ученые Самарского университета провели испытание "летающей лаборатории" в полевых условиях. Микрогазохроматограф поднялся на заданную высоту, осуществил забор проб и проанализировал их в режиме онлайн. 

 

Основу аэромобильного лабораторного комплекса составляет газовый микрохроматограф, созданный учеными Самарского университета. Этот портативный прибор весом чуть больше килограмма полностью заменяет собой громоздкие лабораторные устройства. За несколько минут он способен выдать точные данные о составе атмосферы, качественном и количественном составе нефти и газа, или проанализировать биомаркеры в выдыхаемом человеком воздухе. 

Прибор размещается на платформе беспилотного летательного аппарата (БПЛА) мультироторного типа "Индиго", разработанной инженерами университетского центра беспилотных систем. 

Воздушная химическая лаборатория способна проводить оперативный анализ состояния атмосферы на высотах до 1 тыс. м и в радиусе до 2 км от источника. Комплекс может в автономном режиме совершать облет потенциальных источников загрязнения атмосферы по заранее составленному маршруту с обозначенными точками выбросов, анализировать состав воздуха и передавать полученную информацию в наземный центр управления. Процесс анализа полученных проб занимает до 3 минут. 

Также прибор может оперативно фиксировать и отслеживать уровень концентрации веществ в воздухе на разных высотах и удаленности от источника. Это позволит точнее прогнозировать направление распространения загрязнения в атмосфере.

Такой мобильный лабораторный комплекс может использоваться в первую очередь нефтегазовыми, химическими и энергетическими компаниями, а также другими промышленными предприятиями, деятельность которых связана с потенциальными выбросами токсичных веществ в атмосферу. 

Кроме того, прибор можно успешно применять в условиях ЧС: когда для получения достоверной картины требуется оперативно делать большое количество замеров в нескольких точках, а доступ к источнику загрязнения затруднен.

"Зачастую забор проб для анализа воздуха связан с риском для жизни экспертов, так как места выброса токсичных веществ расположены на приличной высоте — на верхних ярусах производственных установок или на трубах. Мобильный прибор позволит провести анализ "здесь и сейчас" и обезопасит работу эксперта", — объясняет один из разработчиков микрогазохроматографа, доцент кафедры химии Самарского университета Владимир Платонов. 

Не менее важно и то, что забор проб, по словам ученого, необходимо делать непосредственно в месте максимальной концентрации токсических веществ. Если взять их выше или ниже точки выброса, картина будет некорректной — вещества разнесет ветром.

"Традиционный анализ подразумевает многостадийность: забор пробы, транспортировку, расконсервацию и только затем — сам анализ. При таком раскладе корректность исследования не гарантирована, ведь когда в лабораторию привозят пробы, эксперт зачастую даже не знает условий, в которых они были собраны, — объясняет методологию Владимир Платонов. — При использовании нашей разработки забор пробы осуществляется непосредственно в очаге максимальной концентрации токсических веществ и погрешность нивелируется".

 

Для справки:

Газовая хроматография — один из самых популярных в мире методов химического анализа веществ, находящихся в земле, воде и воздухе. Но при этом стандартный анализ на использующихся сейчас газовых хроматографах длится более часа, а сами эти приборы, как правило, громоздки и рассчитаны на применение в стационарных условиях на промышленных предприятиях. 

Портативный газовый микрохроматограф — разработка коллектива ученых Самарского университета. По своим массогабаритным характеристикам не имеет аналогов: он меньше и легче ноутбука (весит 1 кг 200 гр), и при этом заменяет громоздкое, статичное лабораторное оборудование. Прибор прошел весь необходимый цикл испытаний, он запатентован, аттестован в ВНИИМ имени Д. И. Менделеева, на базе Самарского университета организовано его опытно-промышленное производство.

 

Беспилотный авиационный комплекс мультироторного типа "Индиго" является разработкой Центра беспилотных систем (ЦБС) Самарского университета. ЦБС входит в состав института авиационной техники и проводит научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в сфере беспилотных авиационных систем. БПЛА "Индиго" предназначен для демонстрации возможностей привязных систем вертикального взлета и посадки с возможностью длительного нахождения в воздухе для видеонаблюдения, проведения газохимического анализа воздуха, организации беспроводного высокоскоростного доступа в интернет в труднодоступных местах. "Индиго" развивает скорость до 50 км/час, максимальная высота его полета составляет 1 тыс. м над землей, а радиус действия — 5 км. При этом БПЛА весит 5 кг и может взять на борт до 3 кг полезной нагрузки.
Фото: Наталия Орлова (фотоклуб "Иллюминатор")