Вступ

Оскільки забруднення навколишнього середовища стає дедалі серйознішою проблемою, аналіз якості води став невід'ємною частиною захисту довкілля, охорони здоров'я та промислового регулювання. Чи то аналіз питної води, моніторинг скидів промислових стічних вод, чи екологічна оцінка річок та озер, точні дані аналізу якості води є основою для прийняття наукових рішень та управління дотриманням вимог.

Як початковий крок у процесі тестування якості води, точність відбору зразків безпосередньо пов'язана з надійністю всього процесу тестування.Флакони для аналізу води EPA, як контейнери для перенесення зразків, хоча й невеликі за розміром та прості на вигляд, є ключовим фактором, що гарантує, що зразки не забруднені, не реагують та стабільно зберігаються.Якщо вибір буде невідповідним, це не лише призведе до спотворення даних тестування, але й може спричинити повторний відбір проб, затримати хід роботи та збільшити витрати.

Визначення та класифікація флаконів для аналізу води EPA

Флакони для аналізу води EPA – це спеціалізовані контейнери для відбору проб, що відповідають стандартам EPA щодо відбору проб та аналізу, і в основному використовуються для збору та зберігання зразків води для подальших лабораторних досліджень. Ці флакони адаптовані до різних тестових об'єктів, вимог до зберігання та характеристик матеріалів, щоб мінімізувати забруднення, деградацію або зміни складу під час транспортування та зберігання, а також забезпечити точність і відтворюваність аналітичних результатів.

Залежно від різних матеріалів та функцій, флакони для аналізу води EPA в основному поділяються на такі категорії:

1. Скляні флакони

• Зазвичай його використовують для збору органічних забруднювачів, оскільки він інертний, нелегко адсорбує цільові речовини та може витримувати стерилізацію за високих температур. Часто він оснащується гвинтовими кришками та прокладками з PTFE/силікону для покращення герметичності та хімічної стабільності.

2. Поліетиленові пляшки

• Включаючи матеріали з поліетилену високої та низької щільності, його зазвичай використовують для відбору проб п'яти рівнів забруднюючих речовин, таких як іони металів, поживні солі, аніони та катіони. Ці пляшки ударостійкі та легкі, що робить їх придатними для перенесення на місці та використання у великих обсягах.

3. Бурштинові пляшки

• Він має гарну функцію затінення та спеціально використовується для аналізу світлочутливих речовин, що дозволяє ефективно запобігати хімічним реакціям або розкладанню, викликаним ультрафіолетовим випромінюванням.

4. Пляшки з тефлоновим покриттям

• Підходить для високоточного аналізу на слідових рівнях, такого як збір слідів важких металів або сильно агресивних зразків. ПТФЕ має чудову хімічну стійкість та інертність і не реагує майже з будь-якими речовинами, але є відносно дорогим.

Кожен матеріал флаконів для аналізу води EPA має свою власну специфічну сферу застосування, вибір має ґрунтуватися на характері досліджуваних об'єктів, фізичних та хімічних властивостях цільового об'єкта, а також на попередній обробці відповідно до відповідного типу пляшки та умов попередньої обробки. Якщо контейнер вибрано неправильно, це може вплинути на дані випробування, призвести до втрат зразка або навіть до необхідності повторного збору, що вплине на весь процес проекту.

Ключові фактори вибору флаконів для аналізу води EPA

Під час тестування якості води вибір правильних флаконів для аналізу води EPA є основоположним для забезпечення точних результатів.

1. Тип тестового елемента

Різні тестові об'єкти відповідають різним вимогам до відбору проб, тому першим кроком у виборі флаконів для аналізу води EPA є визначення тестових об'єктів:

• Виявлення органічних забруднювачівТакі як леткі органічні сполуки, напівлеткі органічні сполуки тощо, необхідно використовувати скляні пляшки. Скляний матеріал ефективно запобігає адсорбції та випаровуванню органічних компонентів, і часто необхідно попередньо додавати кислоту, щоб пригнічувати мікробну активність та запобігати деградації цільової речовини.
• Виявлення важких металівТакі як свинець, ртуть, кадмій та інші мікроелементи металів, слід використовувати пляшки з поліетилену високої щільності, оскільки вони не впливають на металевий фон, нелегко адсорбують іони металів та мають добру хімічну стабільність.
• Мікробіологічне тестування: такі як коліформні бактерії, загальна кількість колоній тощо, необхідно використовувати стерильні одноразові пластикові пляшки, зазвичай з ПЕТ або поліпропілену, щоб переконатися, що зразки не забруднені перед транспортуванням.

2. Вибір матеріалу

Якості різних матеріалів мають свої особливості та по-різному впливають на дані випробувань:

• Скляні пляшкиСтійкий до високих температур, хімічно інертний, нелегко реагує з органічними речовинами, адаптований для органічного аналізу. Однак вага велика, легко ламається, транспортування потребує обережності.
• Пластикові пляшки (поліетиленові, поліпропіленові тощо)Легкий, нелегко ламається, підходить для більшості неорганічних аналізів. Однак деякі пластмаси можуть адсорбувати органічні забруднювачі або виділяти фонові домішки, не підходить для аналізу слідів органічних речовин.

3. Чи потрібна попередня обробка

Флакони для аналізу води EPA часто потребують попереднього заповнення консервантами або обробниками для підтримки стабільності зразка:

• До поширених консервантів належать HCl, HNO₃ та NaOH.
• Попередня обробка на місці: може мінімізувати зміни, але вимагає стандартизованої операції та певних умов на місці.
• Попередня обробка в лабораторії: точніша операція, але вимагає суворіших умов зберігання зразків і може призвести до змін під час транспортування.

4. Колір пляшки

• Коричнева пляшкаВикористовується для відбору проб світлочутливих речовин, таких як деякі пестициди, органічні забруднювачі тощо. Він може ефективно блокувати ультрафіолетові промені та уповільнювати деградацію зразків.
• Прозора пляшкаПідходить для проектів, нечутливих до світла, легко спостерігати за кольором зразків води, каламутністю та іншими фізичними властивостями, але не рекомендується для виявлення фоточутливих сполук.

5. Вибір гучності

• Це має базуватися на методі випробування. Вимоги лабораторії та план проекту для вибору об'єму пляшки. Загальні характеристики - 40 мл, 125 мл, 500 мл тощо.
• Деякі проекти вимагають, щоб залишався певний «простор над пляшкою» для додавання реагентів або для запобігання замерзанню та розширенню; тоді як деякі проекти вимагають, щоб не залишалося жодного простору, а пляшка була заповнена повністю.

Стандарти та нормативні вимоги Агентства з охорони навколишнього середовища США (EPA)

Під час тестування якості води контейнери для відбору проб є не лише частиною експериментальної операції, але й важливою частиною суворого контролю нормативних норм. EPA (Агентство з охорони навколишнього середовища США) у низці методів тестування у флаконах для аналізу води чітко визначає тип аналізу води, матеріали та обробку, щоб забезпечити наукову точність аналітичних даних та їх відповідність законодавству.

1. Загальні стандарти моніторингу якості води EPA та вимоги до пляшок для відбору проб

Нижче наведено кілька репрезентативних методів випробувань EPA та їхні конкретні вимоги до пляшок для відбору проб:

• EPA 524.2 (випробування ЛОС)Потрібне використання порожніх скляних пляшок об'ємом 40 мл без горловини з ущільнювачами з PTFE/силікону, з додаванням хлоридної кислоти як консерванту. Пляшку необхідно заповнити доверху без бульбашок повітря або пустот, щоб запобігти витоку летких органічних сполук.
• EPA 200.8 (виявлення металевих елементів за допомогою ICP-MS)Рекомендується використовувати пластикові пляшки з HDPE, пляшки необхідно додавати до розчину азотної кислоти для попереднього підкислення, щоб запобігти адсорбції металевих осадів.
• Серія EPA 300 (іонно-хроматографічний аналіз аніонів та катіонів)Поліпропіленові або поліетиленові пляшки можна використовувати без додавання кислоти, пляшки повинні бути чистими та не містити відповідних іонів, що заважають.
• Серія EPA 1600 (мікробіологічні випробування)Потрібні стерильні одноразові пластикові пляшки, зазвичай використовуються для визначення загальної кількості коліформних бактерій, ентерококів та інших показників, у пляшку можна додати відповідну кількість тіосульфату натрію для нейтралізації залишків хлору.

Кожен стандарт має суворі правила щодо типу пляшки, об'єму, температури та часу зберігання, і ігнорування будь-якої з цих деталей може призвести до отримання недійсних даних.

2. Вимоги системи акредитації лабораторій до контейнерів для відбору проб

На практиці багато сторонніх лабораторій вимагають спеціалізованої акредитації, такої як:

• NELAC (Національна конференція з акредитації екологічних лабораторій): чітко вимагає, щоб контейнери для відбору проб, процедури відбору проб та методи зберігання відповідали стандартам EPA або національним стандартам, а також щоб повний ланцюжок відбору проб був задокументований.
• ISO/IEC 17025 (Загальні вимоги до компетентності випробувальних та калібрувальних лабораторій): наголошує на простежуваності, стандартизованому управлінні апаратурою для відбору проб та записами про їх використання, а також на встановленні СОП (стандартних операційних процедур) для вибору, очищення та зберігання контейнерів.

Лабораторії, які пройшли ці акредитації, повинні мати сувору систему управління збором зразків, а вибір та використання пляшок для відбору проб повинні бути задокументовані для внутрішніх або зовнішніх аудитів.

3. Практичні наслідки операцій з дотримання вимог

Вибір правильних флаконів для аналізу води EPA стандарту EPA у суворій відповідності до норм – це не лише дотримання лабораторних чи програмних вимог, але й безпосередньо пов'язаний з наступним:

• Забезпечення наукової та юридичної обґрунтованості даних випробувань: методи відбору проб та їх зберігання, що відповідають вимогам законодавства, є основою для визнання даних моніторингу державними установами, судами чи суспільством.
• Проходження перевірок проектів та аудитів якостіОсобливо в процесах оцінки впливу на навколишнє середовище, отримання дозволів на викиди, екологічної прийнятності тощо, стандартизоване використання пробовідбірних пляшок може запобігти поверненню або повторному тестуванню через невідповідність.
• Уникайте відходів зразків та ризику повторного збору: Після того, як зразок виявиться недійсним, його потрібно зібрати повторно, що не лише затримує процес, але й збільшує вартість робочої сили, матеріалів та транспортування.

Запобіжні заходи під час проектування та експлуатації

Навіть якщо флакони для аналізу води EPA вибрані так, щоб вони відповідали стандартам EPA, неправильне поводження під час відбору проб, зберігання та транспортування все одно може призвести до забруднення зразка, псування його якості або анулювання даних. Тому важливо звертати пильну увагу на кожну деталь, щоб забезпечити цілісність зразка та достовірність результатів тестування.

1. Перевірка герметичності кришки

Герметичність флаконів для аналізу води EPA безпосередньо пов'язана з тим, чи буде зразок випаровуватися, протікати або реагувати, поглинаючи вологу протягом терміну придатності:

• Перед відбором проб слід перевірити, чи щільно прилягає кришка до горловини пляшки, а також чи немає деформації, поломки або старіння.
• Для виявлення летких органічних сполук та інших високочутливих предметів важливіше використовувати різьбову герметичну кришку з прокладкою з PTFE/силікону, затягнути її та перевірити на наявність витоків.
• Кришку слід одразу затягнути після завершення відбору проб, щоб уникнути тривалого впливу.

2. Методи запобігання перехресному забрудненню

Будь-яка нечиста операція може призвести до фонових перешкод, які можуть вплинути на фоновий рівень зразка, особливо критично важливо для аналізу слідів або виявлення мікробів:

• Використовуйте одноразові рукавички для кожного забору зразка та закривайте пляшку перед грою, щоб запобігти перехресному забрудненню.
• Використовуйте спеціалізовані інструменти для відбору проб (наприклад, пробовідбірні штанги, пробовідбірні насоси тощо) та ретельно очищуйте або замінюйте їх між точками відбору проб.
• Для зразків, що потребують попередньої обробки на місці, використовуйте чисті піпетки або флакони, попередньо заповнені консервантами, щоб уникнути тривалого контакту з повітрям.

3. Вимоги до зберігання та транспортування зразків

Зразки води схильні до змін, деградації або пошкодження, якщо їх неправильно зберігати або транспортувати протягом періоду від моменту збору до моменту експериментального аналізу:

• Температура зберіганняБільшість флаконів для аналізу води EPA необхідно зберігати в холодильнику при температурі 4℃ і зазвичай транспортувати в охолоджуваній коробці або пакеті з льодом; мікробіологічні зразки повинні суворо контролювати температуру та аналізуватися протягом 6 годин.
• Час зберіганняРізні продукти мають різний максимальний термін зберігання, наприклад, 14 днів для летких органічних сполук, 48 годин для поживних солей та до 6 місяців для важких металів (за умов попереднього підкислення).
• Маркування контейнерівКожна пляшка для зразка повинна бути позначена етикеткою з номером об'єму, що вказує час і місце відбору проб, назву предмета та спосіб зберігання, щоб уникнути плутанини зі зразком.
• Транспортні записиРекомендується використовувати аркуш забору зразків та ах-ах для запису всього процесу постачання зразка від моменту його забору до лабораторії з метою задоволення потреб контролю якості та аудиту.

Приклади поширених помилок та уявлень

Під час фактичного моніторингу якості води, через недостатню обізнаність щодо використання специфікацій пробовідбірних пляшок, часто трапляються деякі, здавалося б, незначні, але серйозні помилки в роботі, що впливають на результати. Нижче наведено кілька типових непорозумінь та спричинені ними результати для довідки та попередження.

1. Забруднення зразка або адсорбція через використання неправильного матеріалу

• Якщо для збору зразків летких органічних сполук використовуються звичайні пластикові пляшки, то ці пляшки (особливо ПВХ або низькоякісний поліетилен) схильні до адсорбції або проникнення органічних забруднювачів, що призводить до зниження цільової концентрації та низького або навіть невиявлюваного значення виявлення. Слід використовувати скляні пляшки, що регулюються EPA, з безповітряними ковпачками з PTFE/силіконовими прокладками в кришці для забезпечення хімічної інертності та герметичності.

2. Нехтування впливом фоточутливості призводить до деградації зразка

• Якщо для збору зразків залишків пестицидів використовуються прозорі скляні пляшки, які після відбору проб піддаються впливу сонячного світла протягом тривалого часу, деякі органічні речовини, такі як пестициди, поліароматичні ароматизатори та нітроароматичні речовини, надзвичайно чутливі до світла та можуть розкладатися та трансформуватися під дією світла, що призводить до спотворення результатів. Для світлочутливих предметів слід використовувати коричневі пляшки для відбору проб, а зразки слід швидко зберігати та захищати від світла після відбору проб, а також слід уникати прямих сонячних променів під час транспортування.

3. Без консервантів або неправильних умов зберігання, псування зразка

• Якщо зразки аміачного азоту були зібрані без консервантів та охолоджені протягом 24 годин перед відправкою на аналіз. За кімнатної температури мікроорганізми швидко метаболізують аміачний азот у воді або перетворюють його на інші форми, що призводить до зміни концентрації аміачного азоту та робить результати аналізів недійсними. Зразки слід підкислити, додавши сірчану або соляну кислоту одразу після збору, щоб пригнітити мікробну активність, та транспортувати в охолоджених умовах при температурі 4°C, щоб забезпечити їх відправку на аналіз протягом зазначеного часу.

Ці поширені помилкові уявлення нагадують нам, що вибір правильних флаконів для аналізу води EPA – це лише перший крок, і, що ще важливіше, стандартизована робота всього процесу та деталі контролю, щоб гарантувати, що дані тестування якості води є правдивими та надійними, з юридичною та технічною обґрунтованістю.

Висновок

У моніторингу якості води флакони для аналізу води EPA, хоча й є лише невеликою ємністю, відіграють життєво важливу роль у всьому процесі відбору проб та аналізу. Вибір флаконів для аналізу води EPA є важливим для забезпечення точності даних, простежуваності та відповідності нормативним вимогам.

Тільки на основі розумного вибору пляшок для відбору проб у поєднанні зі стандартизованими операційними процедурами (такими як використання консервантів, зберігання подалі від світла, транспортування в холодильнику тощо) можна мінімізувати зміни у зборі, зберіганні та транспортуванні зразків, щоб забезпечити достовірність, надійність та юридичну силу кінцевих результатів випробувань.

Крім того, рекомендується, щоб кожен підрозділ регулярно організовував тренінги для пробовідбірників з метою покращення розуміння та впровадження стандартів EPA та специфікацій використання пробовідбірних пляшок, щоб уникнути таких проблем, як повторний видобуток, анулювання даних або невдача аудиту через операційні помилки, тим самим всебічно підвищуючи професіоналізм та якість роботи з моніторингу якості води.