Gevaarlijke gascontainers beter geanalyseerd

15 feb, 2019

Gassen in zeecontainers zoals conserveringsmiddelen of oplosmiddelen leveren gevaar op voor de mensen die met de containers werken. Maar hoe analyseer je snel de inhoud van miljoenen containers?

In de Rotterdamse haven komen jaarlijks miljoenen zeecontainers aan met handelswaar. Het openen van die containers om de goederen verder te verspreiden kan een hachelijke zaak zijn. Vaak zitten er namelijk giftige gassen in. Soms zijn dat gassen waarmee een bederfelijke lading wordt beschermd of micro-organismen onschadelijk worden gemaakt, zoals fosfine. Vaker zijn het oplosmiddelen die uit de goederen dampen tijdens het transport, zoals tolueen en formaldehyde uit de lijm van schoenen of pallets. De concentraties van deze gassen zijn laag, in de orde van ppm, maar werknemers die hier jaar in jaar uit aan worden blootgesteld en lopen daardoor gezondheidsschade op.

Stappenplan
De oplossing lijkt eenvoudig: de containers ontgassen voordat je ze opent. Maar miljoenen containers ontluchten kost veel te veel tijd en geld. Je moet dus weten welke containers een risico vormen en de inhoud gericht analyseren. Het Nederlandse bedrijf Eco Worldwide Solutions (EWS) ontwikkelde hiervoor zo’n tien jaar geleden een stappenplan. Hoog-risico-containers zoals bijvoorbeeld schoenen uit Azië worden uit de keten gehaald en 100% gemeten, daarentegen kunnen laag-risico-containers met bijvoorbeeld conserven steekproefsgewijs geanalyseerd worden. Op basis van de resultaten worden deze geclassificeerd en middels een statistisch onderbouwd meetprotocol worden de risico’s beperkt.
De gouden standaard voor deze analyses is GC-MS. Maar zo’n meting duurt minstens een uur en is ad-hoc veelal niet mogelijk, vertelt Joeri Vercammen van IS-X, het onderzoeksbureau van Interscience, tevens is er hoog gekwalificeerd personeel nodig om het apparaat te bedienen. “Dat matcht niet met de logistieke keten,” aldus Vercammen. Sensoren of IR-metingen zijn ook mogelijk, maar minder nauwkeurig.
Enkele jaren geleden is IS-X in samenwerking met het bedrijf EWS dat de inhoud van deze containers analyseert, begonnen met het inzetten van een nieuwe analysemethode, Sift-MS. “Dit is een massaspectrometrische analyse zonder chromatografische voorscheiding. Daarin zit een enorme tijdwinst. De metingen duren slechts enkele minuten. De voordelen van MS, zoals een grote gevoeligheid, selectiviteit en kwantitatieve analyse zijn behouden. Bovendien is het een mobiel apparaat dat door iedereen te bedienen is,” legt Vercammen uit.

Snelle en mobiele MS
Een analyse in een Sift-MS (Selected Ion Flow Tube) start met het genereren van precursorionen uit vochtige lucht, namelijk H3O+, NO+ of O2+. Deze ionen reageren met de componenten in het monster. Hier vindt de scheiding plaats: een molecuul aceton reageert anders met deze ionen dan propanal, terwijl beide moleculen dezelfde massa hebben. De gevormde ionen worden gescheiden in een quadrupool-MS en gedetecteerd. “Door de zachte ionisatie is deze methode gevoelig. De hoge selectiviteit wordt bereikt door toepassing van verschillende precursorionen. Metingen aan vochtige monsters is geen probleem, we gebruiken immers vochtige lucht voor het maken van de precursorionen. We kunnen inmiddels ook negatieve ionen gebruiken voor de analyse van anorganische componenten zoals waterstof bromide. De methode is absoluut kwantitatief, dus er is geen kalibratie nodig.”
De aanschaf van een Sift-MS vereist een grotere investering dan bijvoorbeeld sensoren, maar levert bedrijven als EWS veel voordeel op. Resultaten kunnen digitaal ingevoerd worden in het eigen ontwikkelde automatiseringssysteem waardoor deze in real-time zichtbaar zijn voor klanten, metingen zijn controleerbaar door het kwaliteitsteam, er kan een brede range van gassen en dampen gemeten worden en de snelheid van meten maakt het mogelijk om op inland terminals grote hoeveelheden containers per dag te meten.
“Toen wij eind 2009 voor de keuze kwamen te staan met welke meettechniek wij de snelheid en betrouwbaarheid konden waarborgen, stond de Sift-MS techniek al snel bovenaan onze lijst,” zegt Joren Nieuwenhuizen, COO bij Eco Worldwide Solutions. “Wij hebben de afgelopen tien jaar zeer veel ervaring opgedaan in het gebruik met Sift-MS en een uitgebreid kwaliteitssysteem en automatiseringssysteem opgebouwd rondom het gebruik van de meettechniek. Dit heeft ons geholpen in de sterke groei in Europa en we hebben inmiddels twintig Sift-MS systemen staan. Dit zou nooit gelukt zijn zonder een goede partner, deze hebben wij gevonden in Intersience.”

Voortrekker
Opmerkelijk is dat enkel in Nederland beleid bestaat om de veiligheid van het personeel te beschermen dat met deze zeecontainers werkt. “Nederland vervult een voortrekkersrol. In geen enkel ander land is er regelgeving of een stappenplan om de containers veilig te openen, ook niet in België,” zegt Vercammen. “Een interessante ontwikkeling op dit gebied, is dat grote containerbedrijven nu wel deze analyses gaan uitvoeren, ook in andere landen. Zij zeggen: het is vreemd om de analyses wel te doen bij het lossen in Nederland, maar niet in andere landen.”