Введение

В условиях растущей серьезности проблемы загрязнения окружающей среды анализ качества воды стал неотъемлемой частью охраны окружающей среды, защиты общественного здоровья и промышленного регулирования. Будь то анализ питьевой воды, мониторинг сброса промышленных сточных вод или экологическая оценка рек и озер, точные данные анализа качества воды являются основой для принятия научно обоснованных решений и управления соблюдением нормативных требований.

Поскольку отбор проб является начальным этапом процесса анализа качества воды, точность этого процесса напрямую связана с надежностью всего исследования.Пробирки для анализа воды, используемые Агентством по охране окружающей среды (EPA) в качестве контейнеров для образцов, несмотря на свои небольшие размеры и простой внешний вид, являются ключевым фактором, гарантирующим, что образцы не будут загрязнены, не вступят в реакцию и будут надежно сохранены.Неправильный выбор параметров не только приведет к искажению данных испытаний, но и может даже вызвать повторную выборку, задержать ход работ и увеличить затраты.

Определение и классификация пробирок для анализа воды, одобренных Агентством по охране окружающей среды США (EPA).

Пробирки для анализа воды, соответствующие стандартам EPA, представляют собой специализированные контейнеры для отбора проб, которые используются в основном для сбора и сохранения образцов воды для последующего лабораторного анализа. Эти пробирки разрабатываются с учетом различных параметров анализа, требований к сохранению и характеристик материала, чтобы минимизировать загрязнение, деградацию или изменение состава во время транспортировки и хранения, а также обеспечить точность и воспроизводимость результатов анализа.

В зависимости от используемых материалов и функций, пробирки для анализа воды, сертифицированные Агентством по охране окружающей среды США (EPA), в основном делятся на следующие категории:

1. Стеклянные флаконы

• Обычно его используют для сбора органических загрязнителей, поскольку он инертен, плохо адсорбирует целевые вещества и выдерживает высокотемпературную стерилизацию. Часто оснащают винтовыми крышками и прокладками из ПТФЭ/силикона для повышения герметичности и химической стабильности.

2. Полиэтиленовые бутылки

• Эти бутылки, изготовленные из полиэтилена высокой и низкой плотности, обычно используются для отбора проб пяти уровней загрязняющих веществ, таких как ионы металлов, питательные соли, анионы и катионы. Они ударопрочные и легкие, что делает их удобными для переноски на месте и использования в больших объемах.

3. Янтарные бутылки

• Он обладает хорошей функцией затенения и специально используется для анализа светочувствительных веществ, эффективно предотвращая химические реакции или разложение, вызванные УФ-излучением.

4. Бутылки с тефлоновым покрытием

• Подходит для высокоточного анализа следовых количеств веществ, например, для сбора следовых количеств тяжелых металлов или сильно коррозионных образцов. ПТФЭ обладает превосходной химической стойкостью и инертностью, не вступает в реакцию практически ни с какими веществами, но при этом является относительно дорогим материалом.

Каждый материал, используемый в пробирках для анализа воды, сертифицированных Агентством по охране окружающей среды (EPA), имеет свою специфическую область применения. Выбор должен основываться на характере анализируемых веществ, их физико-химических свойствах, а также предварительной обработке, чтобы соответствовать типу пробирки и условиям предварительной обработки. Неправильный выбор контейнера может исказить данные анализа, привести к порче образца или даже к необходимости его повторного сбора, что повлияет на весь процесс проекта.

Ключевые факторы при выборе пробирок для анализа воды, одобренных Агентством по охране окружающей среды США (EPA).

При проведении анализа качества воды выбор правильных пробирок для анализа воды, одобренных Агентством по охране окружающей среды США (EPA), имеет основополагающее значение для обеспечения точности результатов.

1. Тип тестируемого элемента

Различные тестовые образцы соответствуют различным требованиям к отбору проб, поэтому первым шагом при выборе пробирок для анализа воды, одобренных Агентством по охране окружающей среды (EPA), является определение тестовых образцов:

• Обнаружение органических загрязнителейДля таких веществ, как летучие органические соединения, полулетучие органические соединения и т. д., необходимо использовать стеклянные бутылки. Стеклянный материал эффективно предотвращает адсорбцию и испарение органических компонентов, и часто требуется предварительное добавление кислоты для подавления микробной активности и предотвращения разложения целевого вещества.
• Обнаружение тяжелых металловДля таких элементов, как свинец, ртуть, кадмий и другие микроэлементы, следует использовать бутылки из полиэтилена высокой плотности, поскольку в них отсутствует фоновое загрязнение металлами, они не склонны к адсорбции ионов металлов и обладают хорошей химической стабильностью.
• Микробиологическое исследованиеДля определения таких показателей, как количество колиформных бактерий, общее количество колоний и т. д., необходимо использовать стерильные одноразовые пластиковые бутылки, обычно из ПЭТ или полипропилена, чтобы гарантировать отсутствие загрязнения образцов перед транспортировкой.

2. Выбор материалов

Свойства различных материалов имеют свои особенности и по-разному влияют на результаты испытаний:

• Стеклянные бутылкиОбладает высокой термостойкостью, химически инертен, не вступает в реакцию с органическими веществами, подходит для органического анализа. Однако имеет большой вес, легко ломается, поэтому при транспортировке требуется осторожность.
• Пластиковые бутылки (из полиэтилена, полипропилена и т. д.)Легкий, прочный, подходит для большинства видов неорганического анализа. Однако некоторые виды пластика могут адсорбировать органические загрязнители или выделять фоновые примеси, поэтому не подходят для анализа следовых количеств органических веществ.

3. Требуется ли предварительная обработка?

Для обеспечения стабильности образца пробирки для анализа воды, используемые Агентством по охране окружающей среды США (EPA), часто необходимо предварительно заполнять консервантами или средствами обработки:

• К распространенным консервантам относятся HCl, HNO₃ и NaOH.
• Предварительная обработка на месте: позволяет минимизировать изменения, но требует стандартизированной процедуры и определенных условий на объекте.
• Предварительная обработка в лаборатории: более точная процедура, но требует более строгих условий хранения образцов и может привести к изменениям во время транспортировки.

4. Цвет бутылки

• Коричневая бутылкаИспользуется для отбора проб светочувствительных веществ, таких как некоторые пестициды, органические загрязнители и т. д. Эффективно блокирует ультрафиолетовые лучи и замедляет деградацию образцов.
• Прозрачная бутылкаПодходит для светонечувствительных проектов, позволяет легко определять цвет образцов воды, мутность и другие физические свойства, но не рекомендуется для обнаружения светочувствительных соединений.

5. Выбор объема

• Выбор объема бутылки должен основываться на методе тестирования, требованиях лаборатории и плане проекта. Обычно используются объемы 40 мл, 125 мл, 500 мл и т.д.
• В некоторых проектах требуется оставлять определенное количество «воздушного пространства» для добавления реагентов или предотвращения замерзания и расширения; в то время как в других проектах свободного пространства не должно быть, и бутылка должна быть заполнена доверху.

Стандарты и нормативные требования Агентства по охране окружающей среды (EPA)

При анализе качества воды емкости для отбора проб являются не только частью экспериментальной операции, но и важным элементом строгого контроля в соответствии с нормативными требованиями. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) в ряде методов анализа воды четко определяет требования к типу анализируемой воды, материалам и обращению с ними, чтобы обеспечить научную точность и соответствие аналитических данных законодательству.

1. Общие стандарты мониторинга качества воды Агентства по охране окружающей среды (EPA) и требования к бутылкам для отбора проб.

Ниже приведены несколько типовых методов тестирования, разработанных Агентством по охране окружающей среды (EPA), и их конкретные требования к бутылкам для отбора проб:

• EPA 524.2 (тестирование на летучие органические соединения)Для этого требуются пустые стеклянные бутылки объемом 40 мл без крышек с уплотнительными прокладками из ПТФЭ/силикона, а в бутылку добавляется соляная кислота в качестве консерванта. Бутылка должна быть заполнена доверху без пузырьков воздуха и пустот, чтобы предотвратить утечку летучих органических соединений.
• EPA 200.8 (детектирование металлических элементов методом ICP-MS)Рекомендуется использовать пластиковые бутылки из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Для предотвращения адсорбции осажденных металлов бутылки необходимо предварительно подкислить азотной кислотой.
• Серия EPA 300 (ионно-хроматографический анализ анионов и катионов)Для использования можно применять полипропиленовые или полиэтиленовые бутылки без добавления кислоты; бутылки должны быть чистыми и не содержать мешающих ионов.
• Серия EPA 1600 (микробиологические исследования)Для этого требуются стерильные одноразовые пластиковые бутылки, обычно используемые для определения общего количества колиформных бактерий, энтерококков и других индикаторов; в бутылку можно добавить соответствующее количество тиосульфата натрия для нейтрализации остатков хлора.

Каждый стандарт содержит строгие правила, касающиеся типа бутылки, объема, температуры и времени хранения, и игнорирование любого из этих аспектов может привести к получению неверных данных.

2. Требования системы аккредитации лабораторий к контейнерам для отбора проб.

На практике многие сторонние лаборатории требуют специализированной аккредитации, например:

• NELAC (Национальная конференция по аккредитации экологических лабораторий): прямо требует, чтобы контейнеры для отбора проб, процедуры отбора проб и методы консервации соответствовали стандартам EPA или национальным стандартам, а также чтобы была задокументирована полная цепочка отбора проб.
• ISO/IEC 17025 (Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий): акцентирует внимание на отслеживаемости, стандартизированном управлении оборудованием для отбора проб и ведении учета его использования, а также на разработке стандартных операционных процедур (СОП) для выбора, очистки и хранения контейнеров.

Лаборатории, прошедшие данную аккредитацию, обязаны иметь строгую систему управления сбором проб, а выбор и использование пробирок для отбора проб должны быть задокументированы для внутренних или внешних проверок.

3. Практические последствия операций по обеспечению соответствия требованиям.

Выбор правильных стандартных пробирок для анализа воды EPA со льдом в строгом соответствии с нормами касается не только выполнения требований лаборатории или программы, но и напрямую связан со следующим:

• Обеспечить научную и юридическую достоверность данных испытаний.: Законодательно обоснованные методы отбора проб и сохранения данных являются основой для того, чтобы данные мониторинга признавались государственными ведомствами, судами или обществом.
• Прохождение проектных проверок и аудитов качества.Особенно в процессах оценки воздействия на окружающую среду, выдачи разрешений на выбросы, экологической приемки и т. д., стандартизированное использование бутылок для отбора проб позволяет избежать возврата или повторной проверки из-за несоответствия требованиям.
• Избегайте потери образцов и риска их повторного сбора.Если образец признан недействительным, его необходимо собрать заново, что не только замедляет процесс, но и увеличивает затраты на рабочую силу, материалы и транспортировку.

Меры предосторожности при проектировании и эксплуатации

Даже если для анализа воды используются пробирки, соответствующие стандартам EPA, неправильное обращение во время отбора проб, хранения и транспортировки может привести к загрязнению проб, их порче или искажению данных. Поэтому важно уделять пристальное внимание каждой детали, чтобы обеспечить целостность пробы и достоверность результатов анализа.

1. Проверка герметичности крышки

Герметичность пробирок для анализа воды, одобренных Агентством по охране окружающей среды США (EPA), напрямую связана с тем, будет ли образец испаряться, протекать или вступать в реакцию с поглощением влаги в течение срока годности:

• Перед отбором проб следует проверить крышку на плотное прилегание к горлышку бутылки, а также убедиться в отсутствии деформаций, повреждений или признаков старения.
• Для обнаружения летучих органических соединений и других высокочувствительных веществ особенно важно использовать резьбовую уплотнительную крышку с прокладкой из ПТФЭ/силикона, затянуть ее, а затем провести проверку на отсутствие утечек.
• Крышку следует немедленно затянуть после завершения отбора проб, чтобы избежать длительного воздействия.

2. Методы предотвращения перекрестного заражения

Любая операция, выполненная с нарушением санитарных норм, может привести к появлению фоновых помех, влияющих на фоновый уровень образца, что особенно критично при анализе следовых количеств веществ или обнаружении микроорганизмов.

• Для сбора каждой пробы используйте одноразовые перчатки и заменяйте бутылку перед началом игры, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение.
• Используйте специализированные инструменты для отбора проб (например, стержни для отбора проб, насосы для отбора проб и т. д.) и тщательно очищайте или заменяйте их между точками отбора проб.
• Для образцов, требующих предварительной обработки на месте, используйте чистые пипетки или флаконы, предварительно заполненные консервантами, чтобы избежать длительного воздействия воздуха.

3. Требования к сохранению и транспортировке образцов.

Образцы воды подвержены изменениям, ухудшению качества или порче, если их неправильно хранить или транспортировать в период с момента отбора проб до момента проведения экспериментального анализа:

• Температура храненияБольшинство пробирок для анализа воды, одобренных Агентством по охране окружающей среды США (EPA), необходимо хранить в холодильнике при температуре 4°C и обычно транспортировать в рефрижераторном боксе или с пакетом со льдом; микробиологические образцы должны проходить строгий температурный контроль и анализироваться в течение 6 часов.
• Время храненияДля разных продуктов установлены разные максимальные сроки хранения, например, 14 дней для летучих органических соединений, 48 часов для питательных солей и до 6 месяцев для тяжелых металлов (в условиях предварительного подкисления).
• Маркировка контейнеровКаждая пробирка для образцов должна быть помечена номером, указывающим время и место отбора проб, название предмета и способ хранения, чтобы избежать путаницы с образцами.
• Транспортные записиРекомендуется использовать бланк для регистрации всего процесса отбора проб, от сбора до отправки в лабораторию, чтобы обеспечить контроль качества и проведение аудита.

Примеры распространенных заблуждений и ошибок

В ходе фактического мониторинга качества воды из-за недостаточной осведомленности о технических характеристиках пробоотборных бутылок часто возникают, казалось бы, незначительные, но серьезные ошибки, влияющие на результаты. Ниже приведен список нескольких типичных ошибок и последствий, которые они вызывают, для ознакомления и предупреждения.

1. Загрязнение образца или адсорбция вследствие использования неподходящего материала.

• При использовании обычных пластиковых бутылок для сбора проб летучих органических соединений (ЛОС) пластиковые бутылки (особенно из ПВХ или низкокачественного полиэтилена) склонны к адсорбции или проникновению органических загрязнителей, что приводит к снижению целевой концентрации и низкому или даже неопределяемому значению обнаружения. Следует использовать стеклянные бутылки, соответствующие требованиям EPA, с герметичными крышками и прокладками из ПТФЭ/силикона в крышке для обеспечения химической инертности и герметичности.

2. Игнорирование влияния фоточувствительности приводит к деградации образца.

• Если для сбора образцов остатков пестицидов используются прозрачные стеклянные бутылки, и они длительное время после отбора проб подвергаются воздействию солнечного света, некоторые органические вещества, такие как пестициды, ПАУ и нитроароматические вещества, становятся чрезвычайно чувствительными к свету и могут разлагаться и трансформироваться под воздействием света, что приводит к искажению результатов. Для светочувствительных веществ следует использовать коричневые бутылки для отбора проб, а образцы необходимо быстро хранить и защищать от света после отбора проб, а также избегать прямого солнечного света во время транспортировки.

3. Отсутствие консервантов или ненадлежащие условия хранения, порча образца.

• Если образцы аммиачного азота были отобраны без консервантов и хранились в холодильнике в течение 24 часов перед отправкой на анализ, то при комнатной температуре микроорганизмы быстро метаболизируют аммиачный азот в воде или преобразуют его в другие формы, что приводит к изменению концентрации аммиачного азота и делает результаты анализа недействительными. Образцы следует подкислить добавлением серной или соляной кислоты сразу после отбора, чтобы подавить активность микроорганизмов, и транспортировать в охлажденном состоянии при температуре 4°C, чтобы гарантировать отправку на анализ в течение указанного времени.

Эти распространенные заблуждения напоминают нам, что выбор правильных пробирок для анализа воды, одобренных Агентством по охране окружающей среды США (EPA), — это лишь первый шаг, и, что более важно, стандартизация всего процесса и детальный контроль необходимы для обеспечения достоверности и надежности данных анализа качества воды, имеющих юридическую и техническую обоснованность.

Заключение

В мониторинге качества воды пробирки для анализа воды, одобренные Агентством по охране окружающей среды (EPA), несмотря на свои небольшие размеры, играют жизненно важную роль во всем процессе отбора проб и анализа. Выбор пробирок для анализа воды, одобренных EPA, имеет важное значение для обеспечения точности данных, отслеживаемости и соответствия нормативным требованиям.

Только на основе разумного отбора пробирок для отбора проб в сочетании со стандартизированными рабочими процедурами (такими как использование консервантов, хранение в защищенном от света месте, транспортировка в охлажденном состоянии и т. д.) можно свести к минимуму изменения в процессе сбора, хранения и транспортировки проб, чтобы гарантировать достоверность, надежность и юридическую силу окончательных результатов анализа.

Кроме того, рекомендуется, чтобы каждое подразделение регулярно организовывало обучение персонала, занимающегося отбором проб, для улучшения понимания и применения стандартов EPA и спецификаций использования пробирок для проб, чтобы избежать таких проблем, как повторный анализ, аннулирование данных или провал аудита из-за оперативных ошибок, тем самым всесторонне повышая профессионализм и качество работы по мониторингу качества воды.