Въведение

С нарастващия проблем, свързан със замърсяването на околната среда, тестването на качеството на водата се превърна в неразделна част от опазването на околната среда, общественото здраве и индустриалното регулиране. Независимо дали става въпрос за тестване на питейна вода, мониторинг на заустването на промишлени отпадъчни води или екологична оценка на реки и езера, точните данни от анализа на качеството на водата са основа за вземане на научни решения и управление на съответствието.

Като начална стъпка в процеса на тестване на качеството на водата, точността на вземане на проби е пряко свързана с надеждността на целия процес на тестване.Епидермалните флакони за анализ на вода на EPA, като контейнери за пренасяне на проби, макар и малки по размер и семпли на външен вид, са ключов фактор, който гарантира, че пробите не са замърсени, не реагират и са стабилно запазени.Ако изборът не е подходящ, това не само ще доведе до изкривяване на тестовите данни, но може дори да причини повторно вземане на проби, забавяне на напредъка на работата и увеличаване на разходите.

Определение и класификация на EPA епруветки за анализ на вода

Епруветките за анализ на вода на EPA са специализирани контейнери за вземане на проби, които отговарят на стандартите на EPA за вземане на проби и анализ и се използват предимно за събиране и съхранение на водни проби за последващи лабораторни изследвания. Тези епруветки са пригодени за различни тестови елементи, изисквания за съхранение и характеристики на материалите, за да се сведе до минимум замърсяването, разграждането или промените в състава по време на транспортиране и съхранение, както и да се гарантира точността и възпроизводимостта на аналитичните резултати.

Според различните материали и функции, флаконите за анализ на вода EPA се разделят основно на следните категории:

1. Стъклени флакони

• Обикновено се използва за събиране на органични замърсители, тъй като е инертен, не адсорбира лесно целевите вещества и може да издържи на стерилизация при висока температура. Често е снабден с винтови капачки и PTFE/силиконови уплътнения за подобряване на уплътнението и химическата стабилност.

2. Полиетиленови бутилки

• Включително материали от полиетилен с висока плътност и полиетилен с ниска плътност, той обикновено се използва за вземане на проби от пет нива на замърсители, като метални йони, хранителни соли, аниони и катиони. Тези бутилки са удароустойчиви и леки, което ги прави подходящи за преносимост на място и употреба с големи обеми.

3. Кехлибарени бутилки

• Той има добра функция за засенчване и е специално използван за анализ на светлочувствителни вещества, което може ефективно да предотврати химични реакции или разлагане, предизвикани от UV лъчи.

4. Бутилки с тефлоново покритие

• Подходящ за високопрецизен анализ на следи, като например събиране на следи от тежки метали или силно корозивни проби. PTFE има отлична химическа устойчивост и инертност и не реагира с почти никакви вещества, но е сравнително скъп.

Всеки материал на EPA флаконите за анализ на вода има свой собствен специфичен обхват на приложение, изборът трябва да се основава на естеството на тестваните елементи, физичните и химичните свойства на целта, както и на предварителната обработка, за да съответства на подходящия тип бутилка и условията за предварителна обработка. Ако контейнерът не е избран правилно, той може да повлияе на тестовите данни или да доведе до разхищение на пробата или дори до необходимост от повторно събиране, което да повлияе на целия процес на проекта.

Ключови фактори при избора на EPA епруветки за анализ на вода

При тестване на качеството на водата, изборът на правилните EPA флакони за анализ на вода е от основно значение за осигуряване на точни резултати.

1. Вид на тестовия елемент

Различните тестови елементи съответстват на различни изисквания за вземане на проби, така че първата стъпка при избора на епруветки за анализ на вода по EPA е да се дефинират тестовите елементи:

• Откриване на органични замърсителиКато летливи органични съединения, полулетливи органични съединения и др., трябва да се използват стъклени бутилки. Стъкленият материал ефективно предотвратява адсорбцията и изпаряването на органични компоненти и често е необходимо предварително добавяне на киселина, за да се инхибира микробната активност и да се предотврати разграждането на целта.
• Откриване на тежки металиКато олово, живак, кадмий и други микроелементи, трябва да се използват бутилки от полиетилен с висока плътност, тъй като не се влияят от металния фон, не се адсорбират лесно метални йони и има добра химическа стабилност.
• Микробиологично изследванекато колиформни бактерии, общ брой колонии и др., е необходимо да се използват стерилни пластмасови бутилки за еднократна употреба, обикновено PET или полипропилен, за да се гарантира, че пробите не са замърсени преди транспортиране.

2. Избор на материали

Качествата на различните материали имат свои собствени характеристики и влияят по различен начин върху данните от теста:

• Стъклени бутилки: устойчив на висока температура, химически инертен, не реагира лесно с органични вещества, адаптиран за органичен анализ. Въпреки това, теглото е голямо, лесно се чупи, транспортирането изисква внимателно.
• Пластмасови бутилки (полиетилен, полипропилен и др.)Леки, не се чупят лесно, подходящи за повечето неорганични анализи. Някои пластмаси обаче могат да адсорбират органични замърсители или да отделят фонови примеси, не са подходящи за анализ на следи от органични вещества.

3. Дали е необходима предварителна обработка

Епруветките за анализ на вода на EPA често трябва да бъдат предварително напълнени с консерванти или обработки, за да се поддържа стабилността на пробата:

• Често срещаните консерванти включват HCI, HNO₃ и NaOH.
• Предварителна обработка на място: може да минимизира промените, но изисква стандартизирана операция и определени условия на място.
• Предварителна лабораторна обработка: по-прецизна операция, но изисква по-строги условия за съхранение на пробите и може да доведе до промени по време на транспортиране.

4. Цвят на бутилката

• Кафява бутилкаИзползва се за вземане на проби от светлочувствителни вещества, като някои пестициди, органични замърсители и др. Може ефективно да блокира ултравиолетовите лъчи и да забави разграждането на пробите.
• Прозрачна бутилкаПодходящ за проекти, нечувствителни към светлина, лесен за наблюдение на цвета на водните проби, мътността и други физични свойства, но не се препоръчва за откриване на фоточувствителни съединения.

5. Избор на сила на звука

• Трябва да се основава на метода на изпитване. Лабораторните изисквания и плана на проекта за избор на обем на бутилката. Обичайните спецификации са 40 мл, 125 мл, 500 мл и др.
• Някои проекти изискват да се остави определено количество „въздушно пространство над бутилката“, за да се добавят реагенти или да се предотврати замръзване и разширяване; докато други проекти изискват да не се оставя никакво пространство и бутилката да се напълни докрай.

Стандарти и регулаторни изисквания на EPA

При тестването на качеството на водата, контейнерите за вземане на проби са не само част от експерименталната операция, но и важна част от строгия контрол на регулаторните норми. EPA (Агенцията за опазване на околната среда на САЩ) в редица методи за тестване във флаконите за анализ на вода, за да направи ясни разпоредби за вида на анализа на водата, материалите и обработката, за да гарантира, че аналитичните данни са научни, точни и съответстват на законовите изисквания.

1. Общи стандарти за мониторинг на качеството на водата на EPA и изисквания за бутилки за вземане на проби

По-долу са дадени няколко представителни метода за изпитване на EPA и техните специфични изисквания за бутилки за вземане на проби:

• EPA 524.2 (тестване за ЛОС)Изисква се използването на 40 ml празни стъклени бутилки без капачка с PTFE/силиконови уплътнения, като в бутилката е добавена солна киселина като консервант. Бутилката трябва да се напълни догоре, без въздушни мехурчета или кухини, за да се предотврати изтичането на летливи органични съединения (ЛОС).
• EPA 200.8 (ICP-MS откриване на метални елементи)Препоръчва се използването на пластмасови бутилки от HDPE. Бутилките трябва да се добавят към предварителното подкисляване с азотна киселина, за да се предотврати адсорбцията на метални утайки.
• EPA серия 300 (йонно-хроматографски анализ на аниони и катиони)Полипропиленови или полиетиленови бутилки могат да се използват без добавяне на киселина, бутилките трябва да бъдат чисти и без съответни интерфериращи йони.
• EPA серия 1600 (микробиологично тестване)Изисква стерилни пластмасови бутилки за еднократна употреба, обикновено използвани за общи колиформи, ентерококи и други индикатори, бутилката може да се добави към подходящото количество натриев тиосулфат за неутрализиране на остатъците от хлор.

Всеки стандарт има строги разпоредби относно вида на бутилката, обема, температурата на съхранение и времето за съхранение, а игнорирането на която и да е от тези подробности може да доведе до невалидни данни.

2. Изисквания на системата за акредитация на лаборатории за контейнери за вземане на проби

На практика много лаборатории на трети страни изискват специализирана акредитация, като например:

• NELAC (Национална конференция за акредитация на екологични лаборатории): изрично изисква контейнерите за вземане на проби, процедурите за вземане на проби и методите за съхранение да отговарят на стандартите на EPA или националните стандарти, както и пълната верига от проби да бъде документирана.
• ISO/IEC 17025 (Общи изисквания за компетентност на лабораториите за изпитване и калибриране): акцентира върху проследимостта, стандартизираното управление на апаратурата за вземане на проби и записите за нейната употреба, както и върху установяването на СОП (стандартни оперативни процедури) за избор, почистване и съхранение на контейнери.

Лабораториите, които са преминали тези акредитации, са длъжни да имат строга система за управление на събирането на проби, а изборът и използването на бутилки за вземане на проби трябва да бъдат документирани за вътрешни или външни одити.

3. Практически последици от операциите по съответствие

Изборът на правилните флакони за анализ на вода по стандарт EPA в строго съответствие с разпоредбите не е само въпрос на спазване на лабораторните или програмните изисквания, но е пряко свързан и със следното:

• Осигуряване на научна и правна валидност на данните от тестоветеЗаконосъобразните методи за вземане на проби и съхранение са основата за признаване на данните от мониторинга от правителствени ведомства, съдилища или общество.
• Преминаване на прегледи на проекти и одити на качествотоОсобено в процесите на оценка на въздействието върху околната среда, разрешителни за емисии, екологично приемане и др., стандартизираното използване на бутилки за вземане на проби може да избегне връщането или повторното им тестване поради несъответствие.
• Избягвайте разхищението на проби и риска от повторно събиранеСлед като се установи, че дадена проба е невалидна, тя трябва да бъде събрана отново, което не само забавя напредъка, но и увеличава разходите за труд, материали и транспорт.

Предпазни мерки при проектиране и експлоатация

Дори ако са избрани флакони за анализ на вода на EPA, които отговарят на стандартите на EPA, неправилното боравене по време на вземане на проби, съхранение и транспортиране може все пак да доведе до замърсяване на пробата, влошаване на качеството или анулиране на данните. Ето защо е важно да се обърне специално внимание на всеки детайл, за да се гарантира целостта на пробата и валидността на резултатите от теста.

1. Проверка на уплътнението на капачката

Запечатването на флаконите за анализ на вода по EPA е пряко свързано с това дали пробата ще се изпари, ще протече или ще реагира чрез абсорбиране на влага по време на срока на годност:

• Преди вземане на проба, капачката трябва да се провери дали приляга плътно към гърлото на бутилката и дали има деформация, счупване или стареене.
• За откриване на летливи органични съединения и други силно чувствителни предмети е по-важно да се използва резбована уплътнителна капачка с PTFE/силиконово уплътнение, да се затегне и след това да се провери дали няма теч.
• Капачката трябва да се затегне веднага след вземането на пробата, за да се избегне продължително излагане.

2. Методи за избягване на кръстосано замърсяване

Всяка нечиста операция има потенциал да въведе фонови смущения, които могат да повлияят на фоновото ниво на пробата, особено критично при анализ на следи или откриване на микроби:

• Използвайте ръкавици за еднократна употреба за всяко вземане на проба и затваряйте бутилката преди игра, за да предотвратите кръстосано замърсяване.
• Използвайте специализирани инструменти за вземане на проби (напр. пръчки за вземане на проби, помпи за вземане на проби и др.) и ги почиствайте или подменяйте старателно между точките за вземане на проби.
• За проби, които изискват предварителна обработка на място, използвайте чисти пипети или флакони, предварително напълнени с консерванти, за да избегнете продължително излагане на въздух.

3. Изисквания за съхранение и транспортиране на пробите

Водните проби са податливи на промяна, разграждане или повреда, ако не се съхраняват или транспортират правилно през периода от момента на събиране до момента на експерименталния анализ:

• Температура на съхранениеПовечето флакони за анализ на вода по EPA трябва да се съхраняват в хладилник при 4℃ и обикновено се транспортират в хладилна кутия или пакет с лед; микробиологичните проби трябва да бъдат строго температурно контролирани и анализирани в рамките на 6 часа.
• Време за съхранениеРазличните продукти имат различно максимално време за съхранение, например 14 дни за летливи органични съединения (ЛОС), 48 часа за хранителни соли и до 6 месеца за тежки метали (при условия на предварително подкиселяване).
• Етикетиране на контейнериВсяка бутилка за проба трябва да бъде етикетирана с номер на изместване, указващ времето и мястото на вземане на пробата, името на артикула и метода на съхранение, за да се избегне объркване с пробите.
• Транспортни записиПрепоръчително е да се използва листът за вземане на пробата и ох ах, за да се запише целият процес на вземане на пробата от събирането ѝ до лабораторията, за да се отговори на нуждите на контрола на качеството и одита.

Примери за често срещани погрешни схващания и грешки

В действителната работа по мониторинг на качеството на водата, поради липсата на осведоменост относно спецификациите за използване на бутилки за вземане на проби, често има някои привидно незначителни, но сериозни грешки в работата, които влияят на резултатите. По-долу са изброени няколко типични недоразумения и резултатите, причинени от тях, за справка и предупреждение.

1. Замърсяване или адсорбция на пробата поради използването на грешен материал

• Ако за събиране на проби от ЛОС се използват обикновени пластмасови бутилки, пластмасовите бутилки (особено PVC или нискокачествен полиетилен) са склонни към адсорбция или проникване на органични замърсители, което води до намаляване на целевата концентрация и ниска или дори неоткриваема стойност на откриване. Трябва да се използват стъклени бутилки, регулирани от EPA, с безвъздушни капачки, с PTFE/силиконови уплътнения в капачката, за да се осигури химическа инертност и запечатване.

2. Пренебрегването на ефектите от фоточувствителността води до деградация на пробата

• Ако за събиране на проби от остатъци от пестициди се използват прозрачни стъклени бутилки и те са изложени на слънчева светлина за дълъг период от време след вземането на пробата, някои органични вещества, като пестициди, полициклични ароматни въглеводороди (ПАВ) и нитроароматни вещества, са изключително чувствителни към светлина и могат да се разложат и трансформират под въздействието на светлина, което води до изкривени резултати. За фоточувствителни предмети трябва да се използват кафяви бутилки за вземане на проби, а пробите трябва да се съхраняват бързо и да се предпазват от светлина след вземане на пробата, като също така трябва да се избягва пряка слънчева светлина по време на транспортиране.

3. Без консерванти или неправилни условия на съхранение, влошаване на пробата

• Ако пробите от амонячен азот са събрани без консерванти и са охладени в продължение на 24 часа, преди да бъдат изпратени за изследване. При стайна температура микроорганизмите бързо ще метаболизират амонячния азот във водата или ще го трансформират в други форми, което ще доведе до промяна в концентрацията на амонячен азот и ще направи резултатите от изследването невалидни. Пробите трябва да бъдат подкиселени чрез добавяне на сярна киселина или солна киселина веднага след събирането, за да се инхибира микробната активност, и транспортирани в охладени условия при 4°C, за да се гарантира, че ще бъдат изпратени за изследване в рамките на определеното време.

Тези често срещани погрешни схващания ни напомнят, че изборът на правилните флакони за анализ на вода по EPA е само първата стъпка и, което е по-важно, стандартизираното функциониране на целия процес и детайлите на контрола, за да се гарантира, че данните от тестването на качеството на водата са верни и надеждни, с правна и техническа валидност.

Заключение

При мониторинга на качеството на водата, епруветките за анализ на вода на EPA, макар и само малък контейнер, играят жизненоважна роля в целия процес на вземане на проби и анализ. Изборът на епруветки за анализ на вода на EPA е от съществено значение, за да се гарантира точността на данните, проследимостта и съответствието с регулаторните изисквания.

Само въз основа на разумен подбор на бутилки за вземане на проби, комбиниран със стандартизирани оперативни процедури (като използване на консерванти, съхранение далеч от светлина, хладилен транспорт и др.), може да се сведат до минимум промените в събирането, съхранението и транспортирането на пробите, за да се гарантира, че крайните резултати от тестовете са верни, надеждни и правно валидни.

Освен това се препоръчва всяко звено редовно да организира обучение за наблюдение на пробовземачите, за да се подобри разбирането и прилагането на стандартите на EPA и спецификациите за употреба на бутилки за проби, така че да се избегнат проблеми като повторно извличане на проби, анулиране на данни или неуспех на одит поради оперативни грешки, като по този начин се подобри цялостно професионализмът и качеството на работата по мониторинг на качеството на водата.