Hogy a környezetvédelem mennyire beépült a hétköznapjainkba, illetve hogy a műszeres környezeti analitika mekkora üzlet is lehet, jó bizonyíték az otthoni ivóvíz-, talaj- és élelmiszer-vizsgálatok elterjedtsége.
Ha van rá néhány ezresünk, a webáruházakon keresztül is kapható tesztcsíkok és reagensek segítségével megtudhatjuk, van-e az ivóvizünkben baktérium, arzén vagy nitrit. Kissé drágábbak (10-30 ezer forint) azok a digitális mérőműszerek, amelyek képesek a pH- vagy antioxidáns szint kimutatására, de ellenőrizhetjük az ivó­vizünk vezetőképességét és oldottanyag-tartalmát is. Ugyanígy meg lehet vizsgálni a környezetünkben lévő talajok és az általunk elfogyasztott gyümölcsök szennyezettségét is. Az eredmények általában látványosak, de igazából komolytalanok. A korrektebb gyártók apró betűkkel ugyan jelzik, hogy ezek a „hobbimérések” nem helyettesítik a laboratóriumi vizsgálatokat, ám ha másra nem is, arra mindenképpen alkalmasak, hogy bizonytalanságot keltsenek a hozzá nem értőkben.

A skála tudományosabb felén az automatizált mérőrendszerek találhatók. Ilyen automata monitoringállomásokat lehet telepíteni például egyes folyókra, de ide tartozik a Földművelésügyi Minisztérium felügyelte Országos Légszennyezettségi Mérőhálózat is. Ez az országban több mint félszáz helyen (Budapesten 11 állomáson) méri folyamatosan a kiemelt légszennyező komponenseket, leginkább a nitrogén-dioxidot, a kén-dioxidot, az ózont és a szálló port. Rossz esetben ezeken az imissziós (levegőterheltségi) adatokon alapul a „szmogriadó”, illetve annak tájékoztatási és riasztási fokozata.
Az online hálózatba kötött, esetleg okostelefonnal vagy webes felületen vezérelt, automatizált mérőrendszereknek természetesen rengeteg előnyük van, illetve lenne, viszont kialakításuk és fenntartásuk óriási összegeket emészt fel. Ráadásul az ilyen rendszer kialakítása a talajszennyezéseknél értelmezhetetlen megoldás, és ha nem az imissziós, hanem az emissziós légszennyezési adatokra vagyunk kíváncsiak, elengedhetetlen a helyszíni mintavétel. Elvégre az ország összes gyárkéményére mégsem lehet automata mérőberendezést szerelni…
A szakmabeliek tehát nagyon jól tudják, hogy nemcsak a bevezetőben említett „játékeszközök”, de az automatizált monitoringrendszerek és a mozgó környezetvédelmi laboratóriumok műszerei sem képesek kiváltani az akkreditált laborok „nagyberendezéseit”. A gépkocsikba szerelt műszercsalád alkalmas arra, hogy gyors reagálást igénylő helyzetekben azonnali választ kapjanak a szakemberek a kritikus kérdésekre – például, hogy milyen szennyezéssel állunk szemben –, de a mélyelemzést ők is a nagy laborokra bízzák. Különösen igaz ez abban a helyzetben, ha nemcsak azt kell eldönteni, hogy ezt vagy azt az ismert szennyezéstípust tartalmazza-e a minta, hanem azt, hogy egészen pontosan miből is áll az adott anyag.

A mobil és a helyhez kötött laboregységek között általában zökkenőmentes az együttműködés: a terepmunkások a helyszínen víz- és talajmintákat vesznek, vagy felmásznak a százméteres gyárkéményre, ha a helyi emissziót kívánják megvizsgálni. Az így összegyűjtött mintákat pedig beszállítják az akkreditált laboratóriumokba, ahol az óriási értékű és teljesítményű berendezésekkel tüzetesen megvizsgálják őket.

Egy akkreditált egyetemi labor

Dr. Fekete Jenő, a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Szervetlen és Analitika Kémia Tanszékének professor emeritusa már évtizedek óta foglalkozik műszeres kémiai analitikával, illetve környezetvédelmi analitikai kutatásokkal, jelenleg a kar egyik speciális (HPLC) laboratóriumát irányítja.
Egyetemi oktatóként megélte azokat az időket, amikor a hazai környezetvédelem meglehetősen háttérbe szorult a gazdasági érdekek mögött, majd szemtanúja volt a „zöld gondolat” szárnyra kelésének is. Jellemző változás egyébként, hogy a karon, ahol évtizedeken keresztül „csak” vegyészmérnököket képeztek, ma már MSc diplomát lehet szerezni biomérnöki és környezetmérnöki szakirányon is.
Harminc-negyven évvel ezelőtt a műszeres analitikához egyebek között még fénymikroszkópot, oszcilloszkópot vagy éppen ampermérőt használtak és olyan módszereket oktattak (polarográfia, oszcillometria, konduktometria stb.), amelyek mára nemhogy túlhaladottak, de szinte teljesen elfeledettek. A helyüket olyan forradalmian új módszerek (például a modern kromatográfia vagy spektroszkópia) vették át, amelyek néhány évtizeddel ezelőtt még elképzelhetetlen gyorsasággal, pontossággal és érzékenységgel dolgoznak.

Mindehhez elengedhetetlen volt a számítógépes háttér robbanásszerű fejlődése, különösen, ami a kis helyet elfoglaló, de nagy teljesítményű PC-ket illeti. Ez tette lehetővé ugyanis, hogy mára általánossá váljon a mérési adatok számítógépes gyűjtése és kiértékelése.
Mint általában a környezetvédelmi laborokban, a HPLC-laborban is elsősorban a szerves anyagok, vegyületek kimutatására és elemzésére koncentrálnak. Bár nincsenek ilyen műszereik, természetesen igen fontosnak tartják a szervetlen, leginkább fémes eredetű szennyezések meghatározását is. Ezek kimutatására leginkább a hihetetlenül szerteágazó spektroszkópcsalád alkalmas. A táplálékláncba esetlegesen bekerülő toxikus elemek (elsősorban nehézfémek) meghatározása például gyorsan és egyszerűen elvégezhető bizonyos atomspektroszkópiai vagy molekulaspektroszkópiai módszerek segítségével, ám az „induktív csatolású plazma atomemissziós spektrometria” rejtelmeiben terjedelmi okokból nem merülnénk el. Környezetvédelmileg szintén nagyon fontos és hasznos szakterület az infravörös, ultraibolya vagy röntgenspektrometria, de mi most térjünk vissza a szerves térfélre.
Fekete professzor még emlékszik arra a harminc esztendővel ezelőtti döbbenetre, amelyet szakmai körökben a Műegyetem első folyadékkromatográfiája váltott ki. A DuPont gyártmányú készülék körülbelül 500 kilós volt, teljesítménye pedig ma már ugyancsak megmosolyogtató. Az analitika múltjának egyik emlékeként még megtalálható az egyik pincében, de a helyét már a kromatográfok újabb és újabb generációi vették át.
A kromatográfia elve egyébként már több mint százéves, 1952-ben Nobel-díj is járt érte. Mégis csupán az utóbbi néhány évtizedben fejlesztették ki a kromatográfiás módszerek szinte áttekinthetetlenül sok családját és fajtáját, amelyek immár nélkülözhetetlenné tették őket minden jól felszerelt analitikai laborban.

Fekete professzor „birodalmában” is megtalálhatók mind a gázkromatográfok (GC), mind pedig a folyadékkromatográfok (LC) legújabb generációi. Az amerikai gyártmányú GC-k elsősorban a talaj és a levegő vizsgálatához szükségesek, míg a szintén amerikai vagy német márkájú LC-k értelemszerűen a felszíni vagy felszín alatti vizek, szennyvizek részletes elemzését segítik elő.
A kétezres évek közepétől külön kategóriát jelent az úgynevezett HPLC vagy a nagy hatékonyságú folyadékkromatográfia (angolul High Performance Liquid Chromatography), amelyről a laborató­riumot is elnevezték. Itt sem új elvet fedeztek fel, csak éppen az ad­dig jellemző 400 bar nyomást emelték fel 1000-re. Mindehhez persze szükség van egy nagy nyomású szivattyúra és a töltetet tartalmazó úgynevezett kolonnára, de eltérő a műszer felépítése is. Csak viszonyításképpen: ez utóbbi arasznyi eszközben mintegy 120 milli­gramm töltet van, az ára viszont megközelíti az ezer eurót. A végeredmény önmagáért beszél: az addigi 30-40 percig tartó művelet pár percre csökken, ami igen komoly előrelépés felgyorsult világunkban. (A szakma a HPLC kifejlesztését, elnevezését és az elméleti háttér egy részének feltárását egy magyar származású amerikai tudós, Horváth Csaba nevéhez köti.)
Érdekes, hogy a nagy áttörést mégsem a kromatográfok érzékenységének és gyorsaságának folyamatos fejlesztése idézte elő, hanem egy újszerű ötlet: mi lenne, ha a kromatográfot összekötnénk a másik alapberendezéssel, a szervetlen és szerves anyagok vizsgálatára régóta használt tömegspektrométerrel? Ahogy Fekete professzor némileg sarkítva fogalmaz: a kromatográfoknál évtizedek alatt szinte „csak” annyi történt, hogy minden egyes generációnál megközelítőleg egy teljes nagyságrenddel csökkent a „kimutathatósági határ”, vagyis az érzékenység. Bizonyos nagyon toxikus anyagok (például dioxin) esetében ez óriási előrelépést jelentett, a legtöbbször viszont szükségtelen volt, hogy akár 10 köbméter anyagban is ki tudjanak mutatni 1 nanogramm szennyezést.

Amikor viszont – gázkromatográfoknál az 1980-as, HPLC-nél az 1990-es években – az első tömegspektrométert (Mass Spectrometer, MS) összekötötték a kromatográffal, teljesen új világ tárult ki a szakemberek előtt. Kiderült, hogy ha a tömegspektrometriát kombinálják a klasszikus elválasztási módszerekkel (gázkromatográfia, folyadékkromatográfia, nagy teljesítményű folyadékkromatográfia, kapilláris elektroforézis stb.), az így kialakított készülékrendszer gyakorlatilag felér egy komplett analitikai laboratóriummal.
A gáz- és folyadékkromatográfia ugyanis kiválóan alkalmas a környezetet szennyező, ismert vegyületek meghatározására, a „minőségi oldaluk” viszont gyenge. A tömegspektrométer mint kromatográfiás detektor pedig éppen azt segít kideríteni, hogy tulajdonképpen milyen anyagokat is tartalmaz a vizsgált minta. Ráadásul sokkal pontosabb és gyorsabb a régi módszereknél: a minták minőségi és mennyiségi elemzése korábban hosszú órákig tartott, a kombinált műszerrel már csak 20-30 percre van szükség. Ezenkívül addig szinte elképzelhetetlenül kis mennyiségű „alkotók” meghatározása is el­végezhető. A tömegspektrométer tulajdonképpen csúcsminőségű detektorként funkcionál, amely bizonyos mértékig a vegyület szerkezetét is megmutatja. Ez óriási segítség az analitikusoknak.
Az új módszer persze csak leírva ennyire egyszerű, a világhírű műszergyártók sokéves fejlesztőmunkája és gyakorlati vizsgálódása kellett ahhoz, hogy a megfelelő csatolóelemmel (interfésszel) és számítástechnikai háttérrel ellátott rendszerek hiba nélkül működjenek. Ma már ezek jelentik az analitikai gyakorlat leghatásosabb módszerét.
A fejlesztők fantáziája azonban még itt sem állt le. Feltették a kérdést: miért ne lehetne két-két (esetleg több) gáz- vagy folyadékkromatográfot összekapcsolni a tömegspektrométerrel? Vagy a két kromatográfot egymással? Hiszen az ilyen műszeregyüttesek segítségével sokkal több, és minőségileg is más információt lehetne kinyerni.
Dr. Fekete Jenő szerint valóban ez az analitikai jövő (egyik) útja. Már ezen a területen is működnek rutinszerűen készülékek, például a gázkromatográf-gázkromatográf-gyors tömegspektrométer összeállítás. A „kétdimenziós” gáz- és folyadékkromatográfia napjainkban már a gyakorlat része, de a kétfajta kromatográf összekapcsolása ma még a legnagyobb gyártóknak is technikai problémát okoz. Ám ez is csak idő kérdése, hiszen a kutatás-fejlesztés ezen a területen sem áll le.
Mint ahogy végre sikerült megvalósítani az analitikusok régi vágyát is, hogy a helyszínen vett levegőmintát ne csak egyszer, megismételhetetlen módon lehessen használni a laborban. Az új, automatikus, gázkromatográffal közvetlenül összekötött termodeszorbciós készülékegyüttes lehetővé teszi, hogy ugyanabból a „csőből” többször is lehessen mintát adagolni a gázkromatográfba. A kívülálló nem is sejti, mekkora előrelépés mindez a szakemberek számára. Ez a megoldás a professzor véleménye szerint, kis túlzással, egyenesen forradalmasítja a levegő- és munkahelyilégtér-vizsgálatokat.

És ha már a jövő került szóba, Fekete professzor megemlíti az úgynevezett „zöld”, vagyis környezetkímélő analitika elterjedését is. Ez az új, szimpatikus trend vagy gyakorlat arról próbálja meggyőzni az analitikus szakembereket, hogy nem elég környezetvédelmi célokat szolgálni, de a laboratóriumoknak maguknak is „zöldekké” kell válniuk, már amennyiben ez technológiailag lehetséges. A cél egyértelmű: minél kevesebb – lehetőleg nulla – oldószert használni, és zárt rendszereket kialakítani.
A gázkromatográfiában ezen a téren már folynak ígéretes kísér­letek: a minta-előkészítést zárt rendszerben kötik össze, ilyen az előzőekben említett automatikus termodeszorber-gázkromatográf-tömegspektrométer műszeregyüttes. (Egyébként maga a gázkromatográf is a zöld kromatográfia egyik eszköze.)
A folyadékkromatográfiában (és annak ultra nagy hatékonyságú változatában) már nehezebb megvalósítani ezt a zárt ciklust, és a technika jelenlegi állása szerint az ott oldószerként használt, erősen mérgező metanol sem hagyható el. Nem szabad azonban figyelmen kívül hagyni azt a tényt, hogy a háttérben már ezen a területen is biztató fejlesztések folynak. A fő kérdés most az, hogy az egyedi „deszkapéldányokból” mikor fejlesztenek ki olyan eszközöket, amelyek széles körben, mondhatni rutinszerűen is használhatóak lesznek.

Hazai gyártás nincs, csak szolgáltatás

Ha már az előzőekben ennyi fantasztikus műszerről és berendezésről esett szó, nézzük meg, a magyar cégek mivel tudnak hozzájárulni az ágazat sikeréhez.
A Környezetvédelmi Szolgáltatók és Gyártók Szövetsége (KSZGYSZ) két évtizede a „zöldipar” szereplőinek legnagyobb és legjelentősebb érdekvédelmi képviselője. A közhasznú szervezetnek még ma is több mint 250 tagja van, jóllehet az elhúzódó gazdasági válsága tagság közel egynegyedét elsodorta. Hogy mennyire szerteágazó a szövetség tevékenysége, arra jó példa, hogy csak munkacsoportból van kerek egy tucat.
Bennünket természetesen a „Mérés, mintavétel” munkacsoport érdekelt: vajon mennyire találták meg a helyüket a magyar szolgáltatók és gyártók ezen a high-tech piacon, illetve milyen visszaesést okozott náluk a válság. Látszólag semmilyet: egy évvel ezelőtt olyan sikeres konferenciát szerveztek a környezetvédelmi mérés és mintavétel aktuális kérdéseiről, hogy alig fértek be a 150 fős terembe.
Dr. Farkas Hilda, a KSZGYSZ ügyvezető igazgatója nemcsak a szövetség irányítójaként hivatott válaszolni a kérdéseinkre, de régi „laborosként” is, hiszen közel húsz évet dolgozott az analitikai frontvonalban, nem utolsósorban pedig PhD-fokozatát is ezen a területen szerezte.
Már az első mondatával eloszlatja az illúziókat, amelyeket esetleg a hazai műszeripar iránt táplálnánk: a környezetvédelmi analitikában gyakorlatilag nem létezik hazai berendezésgyártás, sőt a kellékek és az alapanyagok zöme is külföldi gyártóktól érkezik. Persze ez egyáltalán nem újdonság, hiszen utoljára a hetvenes-nyolcvanas években fordult elő a laborokban egy-egy MOM vagy Radelkis gyártmány, a vegyszerek akkoriban pedig jórészt a Reanaltól származtak, ám azóta szinte teljes az importdominancia.
Ennek a helyzetnek van előnye is: a legnagyobb, legtőkeerősebb hazai laboratóriumok kénytelenek, illetve képesek beszerezni a szupermodern amerikai, német vagy japán termékeket, így műszerezettségük színvonala jószerével egyáltalán nem tér el a legtekintélyesebb nyugati konkurensekétől. Igaz, ennek meg is kell fizetniük az árát: egy-egy sokadik generációs gázkromatográf vagy tömegspektrométer tízmillió, sőt néha százmillió forintba kerül.
Az ügyvezető igazgató szerint a Nemzeti Akkreditáló Testület által is hitelesített laboratóriumok döntő többsége jó állapotban vészelte át a válság éveit, mivel a környezeti vizsgálatokra jogszabályi kényszer vonatkozik, tehát állandó az igény irántuk. A „nagyok” folyamatosan kapták a nagy volumenű állami, önkormányzati és céges megrendeléseket, de az egyedi esetekre (például rezgés-, zaj- vagy bűzmérés), illetve kis sorozatokra szakosodott kis- és középvállalkozóknak is jutott a „zöld tortából”. Természetesen korántsem annyi, mint amennyivel a vállalkozók elégedettek lennének, ezért szinte mindannyian keresik a kitörés útját-módját. A gyártásban – mint láttuk – öngyilkosság lenne reménykedni, ám ezen a területen a sok hazai iparágat fenntartó nyugati szolgáltatásexport (bérmunka) sem igazán működik. Egyrészt a nagy nyugati cégek nem szeretnék kiadni a belső információikat, másrészt a legújabb high-tech laboratóriumokban már olyan csekély az élőmunka aránya, hogy itthonról nem lehet csábítóan alacsony árat kínálni.
Azért van lehetőség a terjeszkedésre is. A szolgáltatásnyújtás bővítése elsősorban déli, délkeleti irányban lehetséges, hiszen Romániában, Szerbiában vagy Macedóniában még meglehetősen kevés az igazán jól felszerelt környezetvédelmi laboratórium. Ezekben az országokban viszont a sok bürokratikus akadály, illetve leginkább az általános pénzhiány akadályozza meg, hogy a magyar cégek igazán nagy üzleteket kössenek.
Hogy ebben segítsen, a szövetség nemzetközi projektmenedzseri és projektgenerálási feladatokat is magára vállal. Ezért hozták létre néhány évvel ezelőtt a Környezetipari Export (KEXPORT) Klasztert; a 19 tagvállalat célja a hatékonyabb külpiaci üzletszerzés. Nemrégiben elnyerték a kitüntető Akkreditált Innovációs Klaszter címet, aminek elméletileg nagy előnye, hogy a klaszter és minden tagja indulhat az úgynevezett „dedikált” pályázatokon, illetve egyéb előnyökhöz, többletpontokhoz is juthatnak. Most már csak azt kellene tudni, hogy a Széchenyi 2020 programban mikor látnak végre napvilágot ilyen tematikájú kiírások…•