Úvod

Vzhľadom na to, že znečistenie životného prostredia sa stáva čoraz vážnejším problémom, testovanie kvality vody sa stalo neoddeliteľnou súčasťou ochrany životného prostredia, ochrany verejného zdravia a priemyselnej regulácie. Či už ide o testovanie pitnej vody, monitorovanie vypúšťania priemyselných odpadových vôd alebo ekologické hodnotenie riek a jazier, presné údaje z analýzy kvality vody sú základom pre vedecké rozhodovanie a riadenie dodržiavania predpisov.

Ako prvý krok v procese testovania kvality vody je presnosť odberu vzoriek priamo spojená so spoľahlivosťou celého testovacieho procesu.Analytické fľaštičky EPA ako nádoby na prenášanie vzoriek, hoci majú malú veľkosť a jednoduchý vzhľad, sú kľúčovým faktorom na zabezpečenie toho, aby vzorky neboli kontaminované, nereagovali a boli stabilne uchovávané.Ak výber nie je vhodný, povedie to nielen k skresleniu testovacích údajov, ale môže to dokonca spôsobiť opakovaný odber vzoriek, oneskorenie postupu práce a zvýšenie nákladov.

Definícia a klasifikácia skúmaviek na analýzu vody EPA

Analytické fľaštičky EPA sú špecializované nádoby na odber vzoriek, ktoré spĺňajú normy EPA pre odber vzoriek a analýzu a používajú sa predovšetkým na zber a uchovávanie vzoriek vody pre následné laboratórne testovanie. Tieto fľaštičky sú prispôsobené rôznym testovaným položkám, požiadavkám na uchovávanie a materiálovým charakteristikám, aby sa minimalizovala kontaminácia, degradácia alebo zmeny zloženia počas prepravy a skladovania a aby sa zabezpečila presnosť a reprodukovateľnosť analytických výsledkov.

Podľa rôznych materiálov a funkcií sa analyzátory vody EPA delia hlavne do nasledujúcich kategórií:

1. Sklenené liekovky

• Zvyčajne sa používa na zber organických znečisťujúcich látok, pretože je inertný, ľahko neadsorbuje cieľové látky a odoláva sterilizácii pri vysokých teplotách. Často je vybavený skrutkovacími uzávermi a tesneniami z PTFE/silikónu na zlepšenie tesnosti a chemickej stability.

2. Polyetylénové fľaše

• Vrátane materiálov z polyetylénu s vysokou hustotou a polyetylénu s nízkou hustotou sa bežne používa na odber vzoriek piatich úrovní kontaminantov, ako sú kovové ióny, živné soli, anióny a katióny. Tieto fľaše sú odolné voči nárazu a ľahké, vďaka čomu sú vhodné na prenosnosť na mieste a použitie pri veľkom objeme.

3. Jantárové fľaše

• Má dobrú tieniacu funkciu a používa sa špeciálne na analýzu látok citlivých na svetlo, čo môže účinne zabrániť chemickým reakciám alebo rozkladu vyvolaným UV žiarením.

4. Fľaše s teflónovou výstelkou

• Vhodné na vysoko presnú analýzu stopových množstiev, ako je napríklad zber stopových ťažkých kovov alebo silne korozívnych vzoriek. PTFE má vynikajúcu chemickú odolnosť a inertnosť a nereaguje takmer so žiadnymi látkami, ale je relatívne drahé.

Každý materiál skúmaviek na analýzu vody EPA má svoj vlastný špecifický rozsah použitia, výber musí byť založený na povahe testovaných položiek, fyzikálnych a chemických vlastnostiach cieľa, ako aj na predbežnej úprave, aby zodpovedala vhodnému typu fľaše a podmienkam predbežnej úpravy. Ak nie je nádoba vybraná správne, môže to ovplyvniť testovacie údaje, viesť k plytvaniu vzorkou alebo dokonca k jej opätovnému zberu, čo ovplyvní celý proces projektu.

Kľúčové faktory pri výbere skúmaviek na analýzu vody EPA

Pri testovaní kvality vody je výber správnych analyzátorov vody EPA základom pre zabezpečenie presných výsledkov.

1. Typ testovanej položky

Rôzne testované položky zodpovedajú rôznym požiadavkám na odber vzoriek, takže prvým krokom pri výbere analyzátorov vody EPA je definovanie testovaných položiek:

• Detekcia organických znečisťujúcich látokAko napríklad prchavé organické zlúčeniny, poloprchavé organické zlúčeniny atď., musia byť fľaše zo skla. Sklenený materiál účinne zabraňuje adsorpcii a odparovaniu organických zložiek a často je potrebné vopred pridať kyselinu, aby sa inhibovala mikrobiálna aktivita a zabránilo sa degradácii cieľa.
• Detekcia ťažkých kovovAko napríklad olovo, ortuť, kadmium a iné stopové kovové prvky, by sa mali používať fľaše z polyetylénu s vysokou hustotou, pretože neovplyvňujú kovové pozadie, neadsorbujú ľahko kovové ióny a majú dobrú chemickú stabilitu.
• Mikrobiologické testovanieako sú koliformné baktérie, celkový počet kolónií atď., je potrebné použiť sterilné jednorazové plastové fľaše, zvyčajne PET alebo polypropylén, aby sa zabezpečilo, že vzorky nebudú pred prepravou kontaminované.

2. Výber materiálu

Vlastnosti rôznych materiálov majú svoje vlastné charakteristiky a rôzne ovplyvňujú testovacie údaje:

• Sklenené fľašeOdolný voči vysokým teplotám, chemicky inertný, nereaguje ľahko s organickými látkami, prispôsobený na organickú analýzu. Hmotnosť je však veľká, ľahko sa rozbije, pri preprave je potrebná opatrnosť.
• Plastové fľaše (polyetylén, polypropylén atď.): ľahký, nerozbitný, vhodný pre väčšinu anorganických analýz. Niektoré plasty však môžu adsorbovať organické znečisťujúce látky alebo uvoľňovať nečistoty pozadia, nie je vhodný pre stopovú organickú analýzu.

3. Či je potrebné predbežné spracovanie

Fľaštičky na analýzu vody EPA je často potrebné vopred naplniť konzervačnými látkami alebo prípravkami, aby sa zachovala stabilita vzorky:

• Medzi bežné konzervačné látky patrí HCl, HNO₃ a NaOH.
• Predúprava na mieste: môže minimalizovať zmeny, ale vyžaduje štandardizovanú prevádzku a určité podmienky na mieste.
• Laboratórna predúprava: presnejšia prevádzka, ale vyžaduje si prísnejšie podmienky skladovania vzoriek a môže spôsobiť zmeny počas prepravy.

4. Farba fľaše

• Hnedá fľašaPoužíva sa na odber vzoriek látok citlivých na svetlo, ako sú niektoré pesticídy, organické znečisťujúce látky atď. Dokáže účinne blokovať ultrafialové lúče a oddialiť degradáciu vzorky.
• Priehľadná fľašaVhodné pre projekty citlivé na svetlo, ľahko sa dá pozorovať farba vzoriek vody, zákal a iné fyzikálne vlastnosti, ale neodporúča sa na detekciu fotosenzitívnych zlúčenín.

5. Výber hlasitosti

• Malo by sa to zakladať na testovacej metóde. Laboratórne požiadavky a projektový plán na výber objemu fľaše. Bežné špecifikácie sú 40 ml, 125 ml, 500 ml atď.
• Niektoré projekty vyžadujú, aby sa ponechal určitý „priestor nad nádobou“ na pridanie činidiel alebo na zabránenie zamrznutiu a expanzii, zatiaľ čo iné projekty vyžadujú, aby sa neponechal žiadny priestor a fľaša bola naplnená po okraj.

Normy a regulačné požiadavky EPA

Pri testovaní kvality vody nie sú vzorkovacie nádoby len súčasťou experimentálnej prevádzky, ale aj dôležitou súčasťou prísnej kontroly regulačných noriem. EPA (Agentúra na ochranu životného prostredia USA) v mnohých testovacích metódach vo fľaštičkách na analýzu vody jasne stanovuje typ analýzy vody, materiály a manipuláciu, aby sa zabezpečila vedecká presnosť analytických údajov a súlad s právnymi predpismi.

1. Spoločné normy EPA pre monitorovanie kvality vody a požiadavky na vzorkovacie fľaše

Nižšie je uvedených niekoľko reprezentatívnych testovacích metód EPA a ich špecifické požiadavky na vzorkovacie fľaše:

• EPA 524.2 (testovanie VOC)Vyžaduje sa použitie 40 ml prázdnych sklenených fliaš bez uzáveru s tesneniami z PTFE/silikónu, do ktorých je ako konzervačná látka pridaná kyselina chlorovodíková. Fľaša musí byť naplnená po okraj bez vzduchových bublín alebo dutín, aby sa zabránilo úniku prchavých organických zlúčenín.
• EPA 200.8 (ICP-MS detekcia kovových prvkov)Odporúča sa používať plastové fľaše z HDPE, fľaše je potrebné pridať do predkyslenia kyselinou dusičnou, aby sa zabránilo adsorpcii zrážok kovov.
• Séria EPA 300 (analýza aniónov a katiónov iónovou chromatografiou)Polypropylénové alebo polyetylénové fľaše sa môžu používať bez pridania kyseliny, fľaše musia byť čisté a bez relevantných rušivých iónov.
• Séria EPA 1600 (mikrobiologické testovanie)Vyžaduje sterilné, jednorazové plastové fľaše, zvyčajne používané na meranie celkových koliformných baktérií, enterokokov a iných indikátorov. Do fľaše je možné pridať príslušné množstvo tiosíranu sodného na neutralizáciu zvyškov chlóru.

Každá norma má prísne predpisy týkajúce sa typu fľaše, objemu, teploty a času skladovania a ignorovanie ktoréhokoľvek z týchto údajov môže viesť k neplatným údajom.

2. Požiadavky systému akreditácie laboratórií na nádoby na odber vzoriek

V praxi mnoho laboratórií tretích strán vyžaduje špecializovanú akreditáciu, ako napríklad:

• NELAC (Národná konferencia pre akreditáciu environmentálnych laboratórií): výslovne vyžaduje, aby nádoby na vzorky, postupy odberu vzoriek a metódy konzervácie boli v súlade s normami EPA alebo národnými normami a aby bol zdokumentovaný celý reťazec vzoriek.
• ISO/IEC 17025 (Všeobecné požiadavky na spôsobilosť skúšobných a kalibračných laboratórií): zdôrazňuje sledovateľnosť, štandardizovanú správu prístrojov na odber vzoriek a záznamov o ich používaní a zavedenie SOP (štandardných operačných postupov) pre výber, čistenie a skladovanie nádob.

Laboratóriá, ktoré prešli týmito akreditáciami, musia mať prísny systém riadenia zberu vzoriek a výber a používanie odberových fliaš musí byť zdokumentované pre interné alebo externé audity.

3. Praktické dôsledky operácií zameraných na dodržiavanie predpisov

Výber správnych štandardných fľaštičiek na analýzu vody EPA v prísnom súlade s predpismi nie je len o splnení laboratórnych alebo programových požiadaviek, ale priamo súvisí aj s nasledujúcim:

• Zabezpečiť vedeckú a právnu platnosť údajov z testovMetódy odberu vzoriek a uchovávania v súlade s právnymi predpismi sú základom pre uznanie monitorovacích údajov vládnymi orgánmi, súdmi alebo spoločnosťou.
• Úspešné absolvovanie kontrol projektov a auditov kvalityNajmä v procesoch posudzovania vplyvov na životné prostredie, emisných povolení, environmentálneho schvaľovania atď. môže štandardizované používanie odberných fliaš zabrániť vráteniu alebo opätovnému testovaniu z dôvodu nedodržania predpisov.
• Zabráňte plytvaniu vzorkami a riziku opätovného zberuKeď sa zistí, že vzorka je neplatná, je potrebné ju znova odobrať, čo nielenže oneskoruje postup, ale aj zvyšuje náklady na prácu, materiál a dopravu.

Bezpečnostné opatrenia pri projektovanej prevádzke

Aj keď sú vybrané analyzačné fľaštičky EPA, ktoré spĺňajú normy EPA, nesprávna manipulácia počas odberu vzoriek, skladovania a prepravy môže stále viesť ku kontaminácii vzorky, jej znehodnoteniu alebo zneplatneniu údajov. Preto je dôležité venovať zvýšenú pozornosť každému detailu, aby sa zabezpečila integrita vzorky a platnosť výsledkov testu.

1. Kontrola tesnenia uzáveru

Utesnenie analyzačných fľaštičiek EPA priamo súvisí s tým, či sa vzorka počas skladovateľnosti odparí, presakuje alebo reaguje absorbovaním vlhkosti:

• Pred odberom vzorky by sa malo skontrolovať, či uzáver pevne prilieha k ústiu fľaše a či nedošlo k deformácii, zlomeniu alebo starnutiu.
• Na detekciu prchavých organických zlúčenín a iných vysoko citlivých predmetov je dôležitejšie použiť závitový uzáver s tesnením z PTFE/silikónu, utiahnuť ho a potom skontrolovať, či nedochádza k úniku.
• Uzáver by sa mal po odbere vzoriek ihneď utiahnuť, aby sa predišlo dlhodobej expozícii.

2. Metódy na zabránenie krížovej kontaminácie

Akákoľvek nečistá operácia môže spôsobiť interferencie pozadia, ktoré môžu ovplyvniť úroveň pozadia vzorky, čo je obzvlášť dôležité pri stopovej analýze alebo mikrobiálnej detekcii:

• Pri každom odbere vzorky používajte jednorazové rukavice a pred hraním fľašu vráťte späť, aby ste predišli krížovej kontaminácii.
• Používajte špecializované odberové nástroje (napr. odberové tyče, odberové čerpadlá atď.) a medzi odberovými miestami ich dôkladne vyčistite alebo vymeňte.
• Pre vzorky, ktoré vyžadujú predúpravu na mieste, použite čisté pipety alebo fľaštičky vopred naplnené konzervačnými látkami, aby ste predišli dlhšiemu vystaveniu vzduchu.

3. Požiadavky na uchovávanie a prepravu vzoriek

Vzorky vody sú náchylné na zmeny, degradáciu alebo zlyhanie, ak nie sú správne skladované alebo prepravované počas obdobia od odberu až po experimentálnu analýzu:

• Teplota skladovaniaVäčšina analyzátorov vody EPA sa musí uchovávať v chladničke pri teplote 4 ℃ a zvyčajne sa prepravuje v chladiacom boxe alebo v chladiacom obklade; mikrobiologické vzorky musia byť prísne teplotne kontrolované a analyzované do 6 hodín.
• Doba uchovávaniaRôzne položky majú rôzne maximálne doby skladovania, napr. 14 dní pre prchavé organické zlúčenia (VOC), 48 hodín pre živné soli a až 6 mesiacov pre ťažké kovy (za podmienok predkyslenia).
• Označovanie kontajnerovKaždá vzorková fľaša musí byť označená štítkom s číslom posunu, na ktorom je uvedený čas a miesto odberu vzorky, názov položky a spôsob konzervácie, aby sa predišlo zámene vzorky.
• Dopravné záznamyOdporúča sa použiť záznam o odbere vzoriek a OH ah na zaznamenanie celého procesu vzorky od odberu do laboratória, aby sa splnili potreby kontroly kvality a auditu.

Príklady bežných mylných predstáv a chýb

Pri skutočnom monitorovaní kvality vody, kvôli nedostatočnej informovanosti o špecifikáciách používania odberových fliaš, sa často vyskytujú zdanlivo malé, ale závažné chyby v prevádzke, ktoré majú vplyv na výsledky. Nasleduje zoznam niekoľkých typických nedorozumení a výsledkov, ktoré spôsobujú, ako referenciu a varovanie.

1. Kontaminácia alebo adsorpcia vzorky v dôsledku použitia nesprávneho materiálu

• Ak sa na zber vzoriek prchavých organických zlúčenín používajú bežné plastové fľaše, tieto fľaše (najmä PVC alebo polyetylén nízkej kvality) sú náchylné na adsorpciu alebo prenikanie organických znečisťujúcich látok, čo vedie k zníženiu cieľovej koncentrácie a nízkej alebo dokonca nedetekovateľnej detekčnej hodnote. Mali by sa používať sklenené fľaše regulované EPA s bezvzduchovými uzávermi s tesneniami z PTFE/silikónu vo vložke uzáveru, aby sa zabezpečila chemická inertnosť a utesnenie.

2. Zanedbanie účinkov fotosenzitivity vedie k degradácii vzorky

• Ak sa na odber vzoriek zvyškov pesticídov použijú priehľadné sklenené fľaše a tie sú po odbere dlhodobo vystavené slnečnému žiareniu, určité organické látky, ako sú pesticídy, PAH a nitroaromatické látky, sú mimoriadne citlivé na svetlo a môžu sa pod svetlom rozkladať a transformovať, čo vedie k skresleným výsledkom. V prípade fotocitlivých predmetov by sa na odber vzoriek mali použiť hnedé fľaše a vzorky by sa mali po odbere vzoriek rýchlo uskladniť a chrániť pred svetlom. Počas prepravy by sa malo zabrániť aj priamemu slnečnému žiareniu.

3. Žiadne konzervačné látky alebo nesprávne skladovacie podmienky, znehodnotenie vzorky

• Ak boli vzorky amoniakálneho dusíka odobraté bez konzervačných látok a pred odoslaním na testovanie uchovávané v chladničke 24 hodín, pri izbovej teplote mikroorganizmy rýchlo metabolizujú amoniakálny dusík vo vode alebo ho transformujú na iné formy, čo vedie k zmene koncentrácie amoniakálneho dusíka a zneplatneniu výsledkov testu. Vzorky by sa mali ihneď po odbere okysliť pridaním kyseliny sírovej alebo kyseliny chlorovodíkovej, aby sa inhibovala mikrobiálna aktivita, a prepravovať v chladničke pri teplote 4 °C, aby sa zabezpečilo, že budú odoslané na testovanie v stanovenom čase.

Tieto bežné mylné predstavy nám pripomínajú, že výber správnych liekoviek na analýzu vody EPA je len prvým krokom a čo je dôležitejšie, štandardizovaným fungovaním celého procesu a detailmi kontroly, aby sa zabezpečila pravdivosť a spoľahlivosť údajov z testovania kvality vody s právnou a technickou platnosťou.

Záver

Pri monitorovaní kvality vody zohrávajú analyzačné fľaštičky EPA, hoci sú len malou nádobou, dôležitú úlohu v celom procese odberu vzoriek a analýzy. Výber analyzačných fľaštičiek EPA je nevyhnutný na zabezpečenie presnosti údajov, sledovateľnosti a súladu s predpismi.

Iba na základe rozumného výberu vzorkovacích fliaš v kombinácii so štandardizovanými prevádzkovými postupmi (ako je používanie konzervačných látok, skladovanie mimo dosahu svetla, preprava v chlade atď.) je možné minimalizovať zmeny pri odbere, skladovaní a preprave vzoriek a zabezpečiť, aby konečné výsledky testov boli pravdivé, spoľahlivé a právne platné.

Okrem toho sa odporúča, aby každá jednotka pravidelne organizovala školenie očí pre odberateľov vzoriek s cieľom zlepšiť pochopenie a implementáciu noriem EPA a špecifikácií používania vzorkovacích fliaš, aby sa predišlo problémom, ako je opätovné získavanie vzoriek, anulovanie údajov alebo zlyhanie auditu v dôsledku prevádzkových chýb, a tým sa komplexne zlepšila profesionalita a kvalita práce pri monitorovaní kvality vody.