Введение

В связи с тем, что загрязнение окружающей среды становится всё более серьёзной проблемой, анализ качества воды стал неотъемлемой частью охраны окружающей среды, охраны здоровья населения и регулирования промышленности. Будь то анализ питьевой воды, мониторинг сброса промышленных сточных вод или экологическая оценка рек и озёр, точные данные анализа качества воды являются основой для принятия научных решений и контроля за соблюдением нормативных требований.

Точность отбора проб на начальном этапе процесса проверки качества воды напрямую связана с надежностью всего процесса тестирования.Флаконы для анализа воды Агентства по охране окружающей среды, являющиеся контейнерами для переноски образцов, несмотря на небольшой размер и простой внешний вид, являются ключевым фактором, гарантирующим, что образцы не будут загрязнены, не будут вступать в реакции и будут стабильно сохраняться.Неправильный выбор не только приведет к искажению данных испытаний, но и может вызвать повторный отбор проб, задержать ход работ и увеличить затраты.

Определение и классификация пробирок для анализа воды EPA

Виалы для анализа воды Агентства по охране окружающей среды (EPA) — это специализированные контейнеры для отбора проб, соответствующие стандартам Агентства по охране окружающей среды (EPA) и используемые в основном для сбора и хранения проб воды для последующего лабораторного анализа. Эти виалы разработаны с учетом различных тестовых объектов, требований к сохранности и характеристик материалов, чтобы минимизировать загрязнение, деградацию или изменение состава при транспортировке и хранении, а также обеспечить точность и воспроизводимость аналитических результатов.

В зависимости от различных материалов и функций пробирки для анализа воды EPA в основном делятся на следующие категории:

1. Стеклянные флаконы

• Обычно используется для сбора органических загрязнителей, поскольку инертен, плохо адсорбирует целевые вещества и выдерживает высокотемпературную стерилизацию. Часто оснащается винтовыми крышками и прокладками из ПТФЭ/силикона для улучшения герметичности и химической стабильности.

2. Полиэтиленовые бутылки

• Бутылки, изготовленные из полиэтилена высокой и низкой плотности, обычно используются для отбора проб пяти уровней загрязняющих веществ, таких как ионы металлов, соли питательных веществ, анионы и катионы. Эти бутыли ударопрочные и лёгкие, что делает их пригодными для переноски на месте и использования в больших объёмах.

3. Бутылки янтарного цвета

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

4. Бутылки с тефлоновым покрытием

• Подходит для высокоточного анализа следовых количеств, например, для сбора следов тяжёлых металлов или образцов с высокой степенью коррозионности. ПТФЭ обладает превосходной химической стойкостью и инертностью, не реагирует практически ни с какими веществами, но относительно дорог.

Каждый материал, из которого изготовлены флаконы для анализа воды EPA, имеет свою специфическую область применения. Выбор должен основываться на природе тестируемых объектов, физических и химических свойствах целевого объекта, а также на предварительной обработке, чтобы соответствовать типу бутылки и условиям предварительной обработки. Неправильный выбор контейнера может повлиять на результаты анализа, привести к потерям проб или даже к необходимости повторного сбора, что негативно скажется на всем процессе проекта.

Ключевые факторы при выборе пробирок для анализа воды EPA

При проверке качества воды выбор правильных пробирок для анализа воды EPA имеет основополагающее значение для получения точных результатов.

1. Тип тестового задания

Различные тестовые элементы соответствуют различным требованиям к отбору проб, поэтому первым шагом при выборе пробирок для анализа воды EPA является определение тестовых элементов:

• Обнаружение органических загрязнителейДля хранения таких веществ, как летучие органические соединения, полулетучие органические соединения и т. д., необходимо использовать стеклянные бутылки. Стеклянный материал эффективно предотвращает адсорбцию и улетучивание органических компонентов, и часто требуется предварительное добавление кислоты для подавления микробной активности и предотвращения деградации целевого вещества.
• Обнаружение тяжелых металлов: такие как свинец, ртуть, кадмий и другие микроэлементы, следует использовать бутылки из полиэтилена высокой плотности, поскольку он не создает помех от фонового металла, не легко адсорбирует ионы металлов и обладает хорошей химической стабильностью.
• Микробиологические исследования: например, для определения количества колиформных бактерий, общего количества колоний и т. д. необходимо использовать стерильные одноразовые пластиковые бутылки, обычно из ПЭТ или полипропилена, чтобы гарантировать отсутствие загрязнения образцов перед транспортировкой.

2. Выбор материала

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

• Стеклянные бутылкиУстойчив к высоким температурам, химически инертен, не вступает в реакцию с органическими веществами, подходит для органического анализа. Однако имеет большой вес, легко ломается, требует осторожной транспортировки.
• Пластиковые бутылки (полиэтилен, полипропилен и т. д.): лёгкий, прочный, подходит для большинства неорганических анализов. Однако некоторые пластики могут адсорбировать органические загрязнители или выделять фоновые примеси, поэтому не подходит для анализа следов органических веществ.

3. Требуется ли предварительная обработка?

Флаконы для анализа воды Агентства по охране окружающей среды часто требуют предварительного заполнения консервантами или средствами для обработки с целью сохранения стабильности образцов:

• К распространенным консервантам относятся HCl, HNO₃ и NaOH.
• Предварительная обработка на месте: может свести изменения к минимуму, но требует стандартизированной операции и определенных условий на месте.
• Предварительная лабораторная обработка: более точная операция, но требует более жестких условий хранения образцов и может вносить изменения при транспортировке.

4. Цвет бутылки

• Коричневая бутылка: Используется для отбора проб светочувствительных веществ, таких как некоторые пестициды, органические загрязнители и т. д. Он может эффективно блокировать ультрафиолетовые лучи и замедлять деградацию образцов.
• Прозрачная бутылка: подходит для проектов, нечувствительных к свету, легко наблюдать цвет образцов воды, мутность и другие физические свойства, но не рекомендуется для обнаружения светочувствительных соединений.

5. Выбор громкости

• Выбор объёма флакона должен основываться на методе испытания. Требования лаборатории и план проекта определяют выбор объёма флакона. Обычные значения: 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 некоторых проектах требуется, чтобы не оставалось никакого пространства, и бутылка была заполнена до отказа.

Стандарты и нормативные требования Агентства по охране окружающей среды

При проверке качества воды контейнеры для отбора проб являются не только частью экспериментальной операции, но и важной частью строгого контроля нормативных норм. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) в ряде методов тестирования в пробирках для анализа воды устанавливает четкие положения относительно типа анализа воды, материалов и обращения с ними, чтобы гарантировать, что аналитические данные являются научными, точными и соответствуют законодательству.

1. Общие стандарты контроля качества воды Агентства по охране окружающей среды и требования к бутылкам для отбора проб

Ниже приведены несколько репрезентативных методов испытаний Агентства по охране окружающей среды и их особые требования к бутылкам для отбора проб:

• EPA 524.2 (испытание ЛОС): необходимо использовать пустые стеклянные флаконы объёмом 40 мл без горлышка с уплотнительными прокладками из ПТФЭ/силикона, с добавлением соляной кислоты в качестве консерванта. Флакон необходимо заполнить доверху, без пузырьков воздуха и пустот, чтобы предотвратить утечку ЛОС.
• EPA 200.8 (обнаружение металлических элементов методом ИСП-МС): рекомендуется использовать пластиковые бутылки из полиэтилена высокой плотности (HDPE), бутылки необходимо добавлять в предварительное подкисление азотной кислотой, чтобы предотвратить адсорбцию осадков металлов.
• Серия EPA 300 (ионно-хроматографический анализ анионов и катионов): Полипропиленовые или полиэтиленовые бутылки можно использовать без добавления кислоты, бутылки должны быть чистыми и не содержать соответствующих мешающих ионов.
• Серия EPA 1600 (микробиологические испытания): требуются стерильные одноразовые пластиковые бутылки, обычно используемые для общих колиформных бактерий, энтерококков и других индикаторов; в бутылку можно добавить соответствующее количество тиосульфата натрия для нейтрализации остатков хлора.

Каждый стандарт имеет строгие правила относительно типа бутылки, объема, температуры хранения и времени хранения, и игнорирование любого из этих моментов может привести к получению неверных данных.

2. Требования системы аккредитации лабораторий к контейнерам для отбора проб

На практике многим сторонним лабораториям требуется специализированная аккредитация, например:

• NELAC (Национальная конференция по аккредитации экологических лабораторий): четко требует, чтобы контейнеры для отбора проб, процедуры отбора проб и методы консервации соответствовали стандартам Агентства по охране окружающей среды или национальным стандартам, а также чтобы была задокументирована полная цепочка образцов.
• ISO/IEC 17025 (Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий): подчеркивает прослеживаемость, стандартизированное управление аппаратурой для отбора проб и записями об их использовании, а также создание СОП (стандартных рабочих процедур) для выбора, очистки и хранения контейнеров.

Лаборатории, прошедшие эти аккредитации, обязаны иметь строгую систему управления сбором образцов, а выбор и использование бутылок для образцов должны документироваться для внутренних или внешних аудитов.

3. Практические последствия операций по обеспечению соответствия

Выбор правильных стандартных пробирок для анализа воды EPA в строгом соответствии с нормативными требованиями — это не только удовлетворение лабораторных или программных требований, но и непосредственное отношение к следующему:

• Обеспечить научную и юридическую обоснованность данных испытаний: юридически соответствующие методы отбора проб и сохранения являются основой для признания данных мониторинга государственными ведомствами, судами или обществом.
• Прохождение обзоров проектов и аудитов качества: Особенно в процессах оценки воздействия на окружающую среду, получения разрешений на выбросы, экологической приемки и т. д. стандартизированное использование бутылок для отбора проб позволяет избежать возврата или повторного тестирования из-за несоответствия.
• Избегайте отходов образцов и риска повторного сбора: Если образец признан недействительным, его необходимо собрать повторно, что не только задерживает ход исследования, но и увеличивает затраты на рабочую силу, материалы и транспортировку.

Меры предосторожности при проектировании

Даже если пробирки для анализа воды EPA выбраны в соответствии со стандартами EPA, неправильное обращение с ними во время отбора проб, хранения и транспортировки может привести к их загрязнению, ухудшению качества или недействительности данных. Поэтому важно уделять пристальное внимание каждой детали, чтобы гарантировать целостность пробы и достоверность результатов анализа.

1. Проверка герметичности крышки

Герметичность флаконов для анализа воды EPA напрямую связана с тем, будет ли образец испаряться, протекать или реагировать путем поглощения влаги в течение срока годности:

• Перед отбором проб следует проверить крышку, чтобы убедиться, что она плотно прилегает к горлышку бутылки, а также нет ли каких-либо деформаций, поломок или следов старения.
• Для обнаружения летучих органических соединений и других высокочувствительных объектов важнее использовать резьбовую герметизирующую крышку с прокладкой из ПТФЭ/силикона, затянуть ее и затем провести проверку, чтобы убедиться в отсутствии утечек.
• После завершения отбора проб крышку следует сразу же плотно закрыть, чтобы избежать длительного воздействия.

2. Методы предотвращения перекрестного заражения

Любая нечистая операция может привести к появлению фоновых помех, которые могут повлиять на фоновый уровень образца, что особенно важно при анализе следов или обнаружении микроорганизмов:

• Используйте одноразовые перчатки при каждом сборе образцов и закрывайте бутылку перед игрой, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение.
• Используйте специализированные приборы для отбора проб (например, пробоотборные стержни, 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 пробирки, предварительно заполненные консервантами, чтобы избежать длительного контакта с воздухом.

3. Требования к сохранению и транспортировке образцов

Образцы воды подвержены изменениям, ухудшению или порче, если они не хранятся или не транспортируются надлежащим образом в период с момента сбора до момента экспериментального анализа:

• Температура сохранения: большинство флаконов для анализа воды EPA необходимо хранить в холодильнике при температуре 4 ℃ и обычно перевозить в холодильной камере или пакете со льдом; микробиологические образцы должны строго контролироваться по температуре и анализироваться в течение 6 часов.
• Время сохранения: Различные предметы имеют разные максимальные сроки сохранения, например, 14 дней для ЛОС, 48 часов для питательных солей и до 6 месяцев для тяжелых металлов (в условиях предварительного подкисления).
• Маркировка контейнеров: Каждая бутылка с образцом должна быть промаркирована этикеткой с номером объема, указывающим время и место отбора пробы, название предмета и метод консервации, чтобы избежать путаницы с образцами.
• Транспортные записи: Рекомендуется использовать лист отбора проб и сбора проб для регистрации всего процесса отбора проб до лаборатории с целью удовлетворения требований контроля качества и аудита.

Примеры распространенных заблуждений и ошибок

В ходе реального мониторинга качества воды, из-за недостаточной осведомленности о спецификациях бутылок для отбора проб, часто возникают, казалось бы, незначительные, но серьёзные ошибки, влияющие на результаты. Ниже для справки и предупреждения перечислены несколько типичных недоразумений и вызванные ими последствия.

1. Загрязнение или адсорбция образца из-за использования неправильного материала.

• Если для сбора образцов ЛОС используются обычные пластиковые бутылки, они (особенно из ПВХ или низкокачественного полиэтилена) склонны к адсорбции или проникновению органических загрязнителей, что приводит к снижению целевой концентрации и низкому или даже отсутствующему уровню обнаружения. Следует использовать стеклянные бутылки с герметичными горлышками, соответствующие требованиям Агентства по охране окружающей среды США (EPA), с прокладками из ПТФЭ/силикона в крышке для обеспечения химической инертности и герметичности.

2. Пренебрежение эффектами фоточувствительности приводит к деградации образца.

• Если для сбора образцов остатков пестицидов используются прозрачные стеклянные бутылки, которые после отбора проб подвергаются длительному воздействию солнечного света, некоторые органические вещества, такие как пестициды, ПАУ и нитроароматические вещества, чрезвычайно чувствительны к свету и могут разлагаться и трансформироваться под его воздействием, что приводит к искажению результатов. Для светочувствительных материалов следует использовать коричневые бутылки для отбора проб, а образцы следует быстро хранить в защищенном от света месте после отбора проб, а также избегать попадания прямых солнечных лучей во время транспортировки.

3. Отсутствие консервантов или неправильных условий хранения, порча образца

• Если образцы азота аммиака были отобраны без консервантов и хранились в холодильнике в течение 24 часов перед отправкой на анализ. При комнатной температуре микроорганизмы быстро метаболизируют азот аммиака в воде или преобразуют его в другие формы, что приводит к изменению концентрации азота аммиака и делает результаты анализа недействительными. Образцы следует подкислить серной или соляной кислотой сразу после отбора для подавления микробной активности и транспортировать в холодильнике при температуре 4°C, чтобы гарантировать отправку на анализ в установленные сроки.

Эти распространенные заблуждения напоминают нам, что выбор правильных пробирок для анализа воды EPA — это только первый шаг, и, что еще важнее, стандартизированная эксплуатация всего процесса и детали контроля необходимы для того, чтобы данные испытаний качества воды были достоверными и надежными, а также имели юридическую и техническую обоснованность.

Заключение

В процессе мониторинга качества воды пробирки Агентства по охране окружающей среды (EPA), несмотря на небольшой размер, играют важнейшую роль во всем процессе отбора проб и анализа. Правильный выбор пробирок EPA для анализа воды имеет решающее значение для обеспечения точности данных, прослеживаемости и соответствия нормативным требованиям.

Только на основе разумного выбора бутылок для отбора проб в сочетании со стандартизированными рабочими процедурами (такими как использование консервантов, хранение в защищенном от света месте, транспортировка в холодильных камерах и т. д.) можно свести к минимуму изменения в процессе сбора, хранения и транспортировки образцов, обеспечив точность, надежность и юридическую обоснованность окончательных результатов испытаний.

Кроме того, рекомендуется, чтобы каждое подразделение регулярно организовывало обучение специалистов по отбору проб с целью улучшения понимания и внедрения стандартов Агентства по охране окружающей среды и спецификаций использования бутылок для образцов, чтобы избежать таких проблем, как повторная добыча, аннулирование данных или сбой аудита из-за эксплуатационных ошибок, тем самым всесторонне повышая профессионализм и качество работы по мониторингу качества воды.