Näytteenkäsittelytekniikan seminaarissa esittelyssä uusimmat laboratorion analyysi- ja esikäsittelylaitteet

Mahdollisten haitta-aineiden analysointi jätemateriaaleista, joille etsitään uutta hyötykäyttöä, vaatii asianmukaisia laboratoriolaitteita ja laadukasta esikäsittelyä. GWB:n järjestämässä Näytteenkäsittelytekniikat ja analytiikka orgaanisille ja epäorgaanisille näytteille -seminaarissa esiteltiin kemiallisia laboratorioanalyyseja nopeuttavia ja virhemarginaalia pienentäviä laitteistoja.

Kirjoittaja: Raisa Pajarinen

LAB-ammattikorkeakoulun hallinnoiman Puhdistamolietteen arvokomponentit (PULINA) -hankkeen tavoitteena on saada yhdyskuntien puhdistamolietteen sisältämät ravinteet tehokkaampaan hyötykäyttöön. Hanke on Ympäristöministeriön rahoittama ja toteutetaan yhteistyössä Helsingin yliopiston kanssa. Hankkeessa pyritään parantamaan ravinteiden, orgaanisen aineen ja mineraalien talteenoton kustannustehokkuutta ja tuottamaan samalla korkeamman jalostusasteen lopputuotteita. Hyötykäytön haasteina ovat heikon taloudellisen kannattavuuden ja lainsäädännön rajoitusten lisäksi mm. materiaalin sisältämät mahdolliset haitta-aineet, joten hankkeessa onkin yhtenä tavoitteena varmistaa myös lopputuotteiden käyttöturvallisuus. (LAB-ammattikorkeakoulu 2025b.)

Lähtöaineiden ja lopputuotteiden haitta-aineiden ja ominaisuuksien tutkimisessa voi hyödyntää kaupallisten laboratorioiden ostopalveluiden lisäksi LAB-ammattikorkeakoulun analyysilaboratoriota, jonka laitekantaan kuuluu mm. kaasukromatografi-massaspektrometri (Shimadzu GCMS-QP2020 NX), jolla voidaan tutkia esimerkiksi VOC-yhdisteitä, hiilihydraatteja ja PAH-yhdisteitä kiinteistä ja nestemäisistä näytteistä. Analyysilaboratoriossa on myös XRF-laite (Hitachi X-MET8000 Expert GEO, Soil & Mining), jolla voidaan analysoida raskasmetallipitoisuuksia kiinteistä, jauhemaisista ja nestemäisistä näytemateriaaleista, kuten kierrätysmateriaaleista, pilaantuneista maanäytteistä tai metalliseoksista. Hiili-, vety-, typpi-, rikki- ja happipitoisuudet kiinteistä ja nestemäisistä näytteistä saa määritettyä analyysilaboratorion CHNS-O-laitteella (VELP Scientifica EMA 502 Elemental analyzer). (LAB-ammattikorkeakoulu 2025a.)

Analyysin vaiheisiin kuuluu analyysisuunnitelman ja näytteenoton jälkeen näytteenkäsittely ennen kuin päästään itse tutkittavan aineen määritykseen. Näytteenkäsittelyyn voi kuulua näytekoon pienentäminen laboratorionäytteeksi soveltuvaksi murskaamalla, seulomalla tai sekoittamalla ja häiritsevien tai määritettävän aineen erottaminen näytteestä esimerkiksi liuottamalla tai uuttamalla. (Opetushallitus 2025.) Laadukasta näytteenkäsittelyä ja uusimpia esikäsittely- ja analyysilaitteistoja esiteltiin GWB:n järjestämässä Näytteenkäsittelytekniikat ja analytiikka orgaanisille ja epäorgaanisille näytteille -seminaarissa maaliskuussa 2025 Lahdessa. (G.W. Berg & Co 2025.)

Kemiallisten analyysien suorittamiseksi kehitetään jatkuvasti uusia laitteistoja

GWB:llä analyysilaitteiden myynnin parissa työskentelevä Kemppinen (2025a) esitteli seminaarissa Milestonen ETHOS UP -laitteistoa, jonka menetelmänä on moderni mikroaaltoavusteinen näytteenhajotus. Menetelmä sopii erityisesti AAS- ja ICP-laitteistoilla tehtävien analyysien näytteenkäsittelyyn ja vähentää näytteen esikäsittelyn aiheuttamia virheitä kemiallisissa analyyseissa. Milestonen tuoteasiantuntija Rota (2025) taas esitteli ympäristönäytteille soveltuvaa Milestonen ETHOS X -laitteistoa, jonka orgaanisten aineiden mikroaaltouutto minimoi liuottimen kulutuksen. Kemppinen (2025b) esitteli myös laboratorion työnkulkua helpottavia Milestonen laitteistoja, kuten reagenssia lisäävän ja näytteitä laimentavan automaatin, näytteen suodattamiseen käytettävän laitteiston, typpihappopesurin sekä alipainetislausjärjestelmiä.

Seminaarissa perehdyttiin myös näytemateriaalien jauhamiseen erilaisilla Retschin myllyillä. Näytteen partikkelikoon määrää analysointiin käytettävä menetelmä, ja näytteen tulee olla jauhamisen jälkeen homogeenistä. Erilaisille materiaaleille sopivat erilaiset myllyt kuten veitsimylly, leikkaava mylly, kuulamylly tai leukamurskain. Näytteen jauhamista voi helpottaa näytteen jäädyttäminen tai kuivaaminen ennen työstämistä. Edustavien osanäytteiden aikaansaamiseksi jauhetun näytteen voi jakaa lopuksi useampaan rinnakkaiseen näyteastiaan. Näihinkin työvaiheisiin Retschiltä löytyy toimivat ratkaisut. (GWB 2025.)

Milestonen aluevastaava Rindone (2025) kertoi yksityiskohtaisesti Milestonen DMA-80 evo -elohopea-analysaattorin toiminnasta. Kyseistä laitetta käytettäessä näytteenkäsittelyä ei tarvitse suorittaa ollenkaan, vaan kaikki haastavatkin nestemäiset ja kiinteät näytteet voidaan punnita suoraan analysaattorin näyteastiaan, mikä säästää työaikaa merkittävästi ja minimoi näytteenkäsittelyn aiheuttamat virheet analyysissa.

Laiho ym. (2025) esittelivät seminaarissa Agilentin kemiallisten analyysien näytteenkäsittelyyn sopivaa laitteistoa, kuten automaattista nesteidenkäsittelyalustaa, kiinteäfaasiuuttolaitetta tarvikkeineen sekä elintarvikkeiden per- ja polyfluorattujen aineiden ja mykotoksiinien analysointiin sopivia patruunoita. Laihon ja Kramerin (2025) toisessa esityksessä käytiin läpi ICP-OES- ja ICP-MS-analyysien työnkulkua helpottamaan suunniteltuja tietokoneohjelmistoa, automaattista näytteenottolaitetta, integroitua venttiilijärjestelmää ja laimennosautomaattia.

LAB-ammattikorkeakoulun analyysimenetelmien kehityksen kannalta merkityksellisimpiä näkökulmia seminaarissa olivat laitteistot ja menetelmät, jotka liittyivät näytteiden laadukkaaseen murskaamiseen ja homogenisointiin sekä GC-MS-, XRF- ja CHNS-O-analyyseihin sopivaan muotoon saattamiseen. LAB-ammattikorkeakoululle onkin juuri hankittu GWB:ltä Retsch SM 300 -jauhinmylly, jolla voi jauhaa sopivaan partikkelikokoon esimerkiksi PULINA-hankkeen materiaaleista tuotetut biohiilet ja kuivatun puhdistamolietemädätteen.

Lähteet

GWB. 2025. The Art of Milling – Sample Preparation. Esitys Näytteenkäsittelytekniikat ja analytiikka orgaanisille ja epäorgaanisille näytteille -seminaarissa 18.3.2025. Viitattu 1.7.2025. Saatavissa https://gwb.fi/wp-content/uploads/2025/03/GWB-SEMINAR-SAMPLE-PREPARATION-RETSCH.pdf

G.W. Berg & Co. 2025. GWB-materiaalia. Viitattu 1.7.2025. Saatavissa https://gwb.fi/materiaalit/

LAB-ammattikorkeakoulu. 2025a. Analyysilaboratorio. Viitattu 1.7.2025. Saatavissa https://lab.fi/fi/palvelu/analyysilaboratorio

LAB-ammattikorkeakoulu. 2025b. Puhdistamolietteen arvokomponentit. Viitattu 1.7.2025. Saatavissa https://lab.fi/fi/projekti/puhdistamolietteen-arvokomponentit

Opetushallitus. 2025. Laboratorioanalyysit: 1. Johdanto. Viitattu 1.7.2025. Saatavissa http://www03.edu.fi/oppimateriaalit/laboratorio/analyysimenetelmat_1_johdanto.html

Kemppinen, T. 2025a. Modern microwave digestion techniques. Esitys Näytteenkäsittelytekniikat ja analytiikka orgaanisille ja epäorgaanisille näytteille -seminaarissa 18.3.2025. Viitattu 1.7.2025. Saatavissa https://gwb.fi/wp-content/uploads/2025/03/GWB-SEMINAR-2025-Microwave-digestion-techniques.pdf

Kemppinen, T. 2025b. Workflow Concept in Laboratory. Esitys Näytteenkäsittelytekniikat ja analytiikka orgaanisille ja epäorgaanisille näytteille -seminaarissa 18.3.2025. Viitattu 1.7.2025. Saatavissa https://gwb.fi/wp-content/uploads/2025/03/GWB-SEMINAR-2025-Workflow_Laboratory.pdf

Laiho, J., Hämäläinen, T., Nokelainen, J., Xu, S. 2025. Agilent sample preparation techniques for chemists. Esitys Näytteenkäsittelytekniikat ja analytiikka orgaanisille ja epäorgaanisille näytteille -seminaarissa 18.3.2025. Viitattu 2.7.2025. Saatavissa https://gwb.fi/wp-content/uploads/2025/03/Agilent-sample-prep-solutions-Eurofins_18032025.pdf

Laiho, J. & Kramer, J. 2025. Agilent’s NEW Atomic Workflow Automation Solutions – ADS 2. Esitys Näytteenkäsittelytekniikat ja analytiikka orgaanisille ja epäorgaanisille näytteille -seminaarissa 18.3.2025. Viitattu 2.7.2025. Saatavissa https://gwb.fi/wp-content/uploads/2025/03/Agilent-new-ADS-2-automation-solution-for-ICP_18032025.pdf

Rindone, V. 2025. Mercury Analysis made easy and affordable. Esitys Näytteenkäsittelytekniikat ja analytiikka orgaanisille ja epäorgaanisille näytteille -seminaarissa 18.3.2025. Viitattu 2.7.2025. Saatavissa https://gwb.fi/wp-content/uploads/2025/03/GWB-SEMINAR-2025-DMA-80-evo_DMA-1-evo.pdf

Rota, L. 2025. Microwave extraction of organic substances minimize the solvent consumption. Esitys Näytteenkäsittelytekniikat ja analytiikka orgaanisille ja epäorgaanisille näytteille -seminaarissa 18.3.2025. Viitattu 1.7.2025. Saatavissa https://gwb.fi/wp-content/uploads/2025/03/GWB-SEMINAR-2025-ETHOS-X-extraction.pdf