Введение

Поскольку загрязнение окружающей среды становится все более серьезной проблемой, тестирование качества воды стало неотъемлемой частью защиты окружающей среды, охраны общественного здоровья и промышленного регулирования. Будь то тестирование питьевой воды, мониторинг сброса промышленных сточных вод или экологическая оценка рек и озер, точные данные анализа качества воды являются основой для научного принятия решений и управления соответствием.

Точность отбора проб, являющаяся начальным этапом процесса проверки качества воды, напрямую связана с надежностью всего процесса тестирования.Флаконы для анализа воды EPA, являющиеся контейнерами для переноса образцов, хотя и небольшие по размеру и простые на вид, являются ключевым фактором, гарантирующим, что образцы не будут загрязнены, не будут реагировать и будут стабильно сохраняться.Неправильный выбор не только приведет к искажению данных испытаний, но и может привести к повторному отбору проб, задержке выполнения работ и увеличению затрат.

Определение и классификация пробирок для анализа воды EPA

Флаконы для анализа воды EPA — это специализированные контейнеры для отбора проб, которые соответствуют стандартам отбора проб и анализа EPA и в основном используются для сбора и сохранения образцов воды для последующего лабораторного тестирования. Эти флаконы адаптированы к различным тестовым образцам, требованиям по сохранению и характеристикам материалов, чтобы минимизировать загрязнение, деградацию или изменения состава во время транспортировки и хранения, 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, нелегко адсорбирует целевые вещества и выдерживает стерилизацию при высоких температурах. Часто оснащен винтовыми крышками и прокладками из ПТФЭ/силикона для улучшения герметизации и химической стабильности.

2. Полиэтиленовые бутылки

• Включая полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности, он обычно используется для отбора проб пяти уровней загрязняющих веществ, таких как ионы металлов, питательные соли, анионы и катионы. Эти бутылки ударопрочные и легкие, что делает их пригодными для переноски на месте и использования в больших объемах.

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 на уровне следов, например, сбора следов тяжелых металлов или сильно едких образцов. ПТФЭ обладает превосходной химической стойкостью и инертностью, не реагирует практически ни с какими веществами, но является относительно дорогим.

Каждый материал флаконов для анализа воды EPA имеет свою собственную область применения, выбор должен основываться на природе тестируемых объектов, физических и химических свойствах целевого объекта, а также предварительной обработке для соответствия соответствующему типу бутылки и условиям предварительной обработки. Если контейнер выбран неправильно, это может помешать данным теста или привести к отходам пробы или даже к необходимости повторного сбора, что повлияет на весь процесс 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 обеспечения 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 загрязнителей: такие как летучие органические соединения, полулетучие органические соединения и т. д., должны использовать стеклянные бутылки. Стеклянный материал эффективно предотвращает адсорбцию и улетучивание органических компонентов, и часто необходимо предварительно добавлять кислоту для подавления микробной активности и предотвращения деградации целевого объекта.
• 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.
• Микробиологическое тестирование: 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, что образцы не будут загрязнены перед транспортировкой.

2. Выбор материала

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

• Стеклянные бутылки: устойчив к высоким температурам, химически инертен, нелегко реагирует с органическими веществами, подходит для органического анализа. Однако вес большой, легко ломается, транспортировка требует осторожности.
• Пластиковые бутылки (полиэтилен, полипропилен и т.д.): легкий, не ломается, подходит для большинства неорганических анализов. Однако некоторые пластики могут адсорбировать органические загрязнители или выделять фоновые примеси, не подходит для анализа следов органики.

3. Требуется ли предварительная обработка

Флаконы для анализа воды EPA часто необходимо предварительно заполнять консервантами или средствами для обработки, чтобы сохранить стабильность образцов:

• Распространенные консерванты включают HCl, HNO₃ и NaOH.
• Предварительная обработка на месте: может минимизировать изменения, но требует стандартизированной операции и определенных условий на месте.
• Предварительная лабораторная обработка: более точная операция, но требует более жестких условий хранения образцов и может привести к изменениям 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 образца.
• 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

• Он должен быть основан на методе испытания. Лабораторные требования и план проекта для выбора объема бутылки. Обычные спецификации: 40 мл, 125 мл, 500 мл и т. д.
• В некоторых проектах требуется оставить 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 должна быть заполнена до отказа.

Стандарты и нормативные требования Агентства по охране окружающей среды

При тестировании 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 (тестирование ЛОС): требует использования пустых стеклянных бутылок без головки объемом 40 мл с уплотнительными прокладками из ПТФЭ/силикона, с добавлением в бутылку соляной кислоты в качестве консерванта. Бутылку необходимо заполнить доверху без пузырьков воздуха или пустот, чтобы предотвратить утечку ЛОС.
• EPA 200.8 (обнаружение металлических элементов методом ИСП-МС): рекомендуется использовать пластиковые бутылки из полиэтилена высокой плотности, бутылки необходимо добавлять в азотную кислоту перед подкислением, чтобы предотвратить адсорбцию металлических осадков.
• 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 (микробиологическое тестирование): требуются стерильные одноразовые пластиковые бутылки, обычно используемые для определения 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 и времени хранения, и игнорирование любой из этих деталей 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): прямо 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 отбора проб.
• ISO/IEC 17025 (Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий): подчеркивает прослеживаемость, стандартизированное управление приборами для отбора проб и записями об их использовании, а также разработку СОП (стандартных рабочих процедур) для выбора, очистки и хранения контейнеров.

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

3. Практические последствия операций по обеспечению соответствия

Выбор правильных стандартных пробирок для анализа воды EPA в строгом соответствии с нормативами — это не только соответствие требованиям лаборатории или программы, но и напрямую связано со следующим:

• 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 работ, 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 во время отбора проб, хранения и транспортировки все равно может привести к загрязнению пробы, ее ухудшению или аннулированию данных. Поэтому важно уделять пристальное внимание каждой детали, чтобы обеспечить целостность пробы и достоверность результатов теста.

1. Проверка герметичности крышки

Герметизация флаконов для анализа воды EPA напрямую связана с тем, будет ли образец испаряться, вытекать 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 деформации, поломки или следов старения.
• Для обнаружения летучих органических соединений и других высокочувствительных объектов важнее использовать резьбовую герметизирующую крышку с прокладкой из ПТФЭ/силикона, затянуть ее, а затем провести проверку, чтобы убедиться в отсутствии утечки.
• Крышку следует закрутить сразу же после завершения отбора проб, 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 заменяйте бутылку перед игрой, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение.
• Используйте специализированные инструменты 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 флаконы, предварительно заполненные консервантами, чтобы избежать длительного контакта с воздухом.

3. Требования к хранению и транспортировке образцов

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

• Температура хранения: большинство флаконов для анализа воды EPA необходимо хранить в холодильнике при температуре 4℃ и обычно перевозить в холодильной коробке или пакете со льдом; микробиологические образцы должны строго контролироваться по температуре и анализироваться в течение 6 часов.
• Время сохранения: Различные предметы имеют разное максимальное время 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, на которой указаны 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 пробы до лаборатории с целью удовлетворения потребностей контроля качества и аудита.

Примеры распространенных заблуждений и ошибок

В реальной работе по контролю качества воды, из-за отсутствия осведомленности об использовании спецификации бутылок для отбора проб, часто возникают некоторые, казалось бы, незначительные, но серьезные ошибки, влияющие на результаты операции. Ниже перечислены несколько типичных недоразумений и результаты, вызванные ими, для справки и предупреждения.

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

• Если для сбора образцов ЛОС используются обычные пластиковые бутылки, то пластиковые бутылки (особенно из ПВХ или полиэтилена низкого качества) склонны к адсорбции или проникновению органических загрязнителей, что приводит к снижению целевой концентрации и низкому или даже неопределяемому значению обнаружения. Следует использовать стеклянные бутылки, регулируемые EPA, с безвоздушными головками, с прокладками из ПТФЭ/силикона в прокладке крышки для обеспечения химической инертности и герметизации.

2. Пренебрежение эффектами светочувствительности приводит к деградации образца.

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

3. Отсутствие консервантов или неправильных условий хранения, порча образца

• Если образцы азота аммиака были собраны без консервантов и охлаждены в течение 24 часов перед отправкой на тестирование. 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 теста недействительными. Образцы следует подкислять, добавив серную кислоту или соляную кислоту сразу после сбора, чтобы подавить микробную активность, и транспортировать в условиях охлаждения при температуре 4°C, чтобы гарантировать отправку на тестирование в течение указанного времени.

Эти распространенные заблуждения напоминают нам, что выбор правильных пробирок для анализа воды EPA — это только первый шаг, и, что еще важнее, стандартизированная работа всего процесса и детали контроля позволяют гарантировать, что данные тестирования качества воды являются достоверными и надежными, а также имеют юридическую и техническую обоснованность.

Заключение

В контроле качества воды пробирки для анализа воды EPA, хотя и представляют собой небольшой контейнер, играют важную роль во всем процессе отбора проб и анализа. Выбор пробирок для анализа воды EPA имеет важное 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 сборе, хранении и транспортировке образцов, гарантируя, что окончательные результаты испытаний будут достоверными, надежными и юридически действительными.

Кроме того, рекомендуется, чтобы каждое подразделение регулярно организовывало обучение специалистов по отбору проб для улучшения понимания и внедрения стандартов Агентства по охране окружающей среды и спецификаций использования бутылок для проб, 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.