Įvadas

Aplinkos taršai tampant vis rimtesne problema, vandens kokybės tyrimai tapo neatsiejama aplinkos apsaugos, visuomenės sveikatos apsaugos ir pramonės reguliavimo dalimi. Nesvarbu, ar tai geriamojo vandens tyrimai, pramoninių nuotekų išleidimo stebėsena, ar upių ir ežerų ekologinis vertinimas, tikslūs vandens kokybės analizės duomenys yra mokslinių sprendimų priėmimo ir atitikties valdymo pagrindas.

Mėginių paėmimo tikslumas, kaip pradinis vandens kokybės tyrimo proceso žingsnis, yra tiesiogiai susijęs su viso tyrimo proceso patikimumu.EPA vandens analizės buteliukai, kaip mėginių laikymo talpyklos, nors ir mažo dydžio bei paprastos išvaizdos, yra pagrindinis veiksnys, užtikrinantis, kad mėginiai nebūtų užteršti, nereaguotų ir būtų stabiliai išsaugoti.Jei pasirinkimas netinkamas, tai ne tik iškraipys bandymo duomenis, bet ir gali lemti pakartotinį mėginių ėmimą, sulėtinti darbo eigą ir padidinti išlaidas.

EPA vandens analizės buteliukų apibrėžimas ir klasifikacija

EPA vandens analizės buteliukai yra specializuoti mėginių ėmimo indai, atitinkantys EPA mėginių ėmimo ir analizės standartus ir daugiausia naudojami vandens mėginiams rinkti ir konservuoti vėlesniems laboratoriniams tyrimams. Šie buteliukai yra pritaikyti skirtingiems tiriamiesiems elementams, konservavimo reikalavimams ir medžiagų savybėms, siekiant sumažinti užterštumą, skaidymąsi ar sudėties pokyčius transportavimo ir sandėliavimo metu, taip pat užtikrinti analitinių rezultatų tikslumą ir atkuriamumą.

Pagal skirtingas medžiagas ir funkcijas, EPA vandens analizės buteliukai daugiausia skirstomi į šias kategorijas:

1. Stikliniai buteliukai

• Paprastai jis naudojamas organinėms teršalų surinkimui, nes yra inertiškas, lengvai neabsorbuoja tikslinių medžiagų ir gali atlaikyti sterilizaciją aukštoje temperatūroje. Dažnai komplektuojamas su užsukamais dangteliais ir PTFE/silikono tarpinėmis, siekiant pagerinti sandarumą ir cheminį stabilumą.

2. Polietileno buteliai

• Įskaitant didelio tankio polietileno ir mažo tankio polietileno medžiagas, jis dažniausiai naudojamas penkių teršalų lygių, tokių kaip metalo jonai, maistinių medžiagų druskos, anijonai ir katijonai, mėginių ėmimui. Šie buteliai yra atsparūs smūgiams ir lengvi, todėl juos galima nešiotis vietoje ir naudoti dideliais kiekiais.

3. Gintariniai buteliai

• Jis turi gerą šešėliavimo funkciją ir yra specialiai naudojamas šviesai jautrių medžiagų analizei, kuri gali veiksmingai užkirsti kelią UV spindulių sukeltoms cheminėms reakcijoms ar skilimui.

4. Teflonu dengti buteliai

• Tinka didelio tikslumo, pėdsakų lygio analizei, pavyzdžiui, sunkiųjų metalų pėdsakų arba stipriai korozinių mėginių rinkimui. PTFE pasižymi puikiu cheminiu atsparumu ir inertiškumu, nereaguoja su beveik jokiomis medžiagomis, tačiau yra gana brangus.

Kiekviena EPA vandens analizės buteliukų medžiaga turi savo specifinę taikymo sritį, todėl pasirinkimas turi būti pagrįstas tiriamųjų objektų pobūdžiu, tiriamojo objekto fizinėmis ir cheminėmis savybėmis, taip pat išankstiniu apdorojimu, kad atitiktų tinkamą butelio tipą ir išankstinio apdorojimo sąlygas. Jei indas netinkamai parinktas, tai gali iškreipti bandymo duomenis, sukelti mėginių švaistymą arba netgi būti reikalinga juos pakartotinai surinkti, o tai turi įtakos visam projekto procesui.

Pagrindiniai EPA vandens analizės buteliukų pasirinkimo veiksniai

Atliekant vandens kokybės tyrimus, tinkamų EPA vandens analizės buteliukų pasirinkimas yra labai svarbus norint užtikrinti tikslius rezultatus.

1. Bandomojo elemento tipas

Skirtingi tiriamieji elementai atitinka skirtingus mėginių ėmimo reikalavimus, todėl pirmas EPA vandens analizės buteliukų pasirinkimo žingsnis yra apibrėžti tiriamuosius elementus:

• Organinių teršalų aptikimasTokiems kaip lakieji organiniai junginiai, pusiau lakieji organiniai junginiai ir kt., reikia naudoti stiklinius butelius. Stiklo medžiaga veiksmingai apsaugo nuo organinių komponentų adsorbcijos ir lakumo, todėl dažnai reikia iš anksto įpilti rūgšties, kad būtų slopinamas mikrobų aktyvumas ir išvengta tikslinio skaidymo.
• Sunkiųjų metalų aptikimas: pvz., švinas, gyvsidabris, kadmis ir kiti mikroelementai, turėtų būti naudojami didelio tankio polietileno buteliuose, nes juose nėra metalinio fono trukdžių, juos sunku adsorbuoti metalo jonus ir jie turi gerą cheminį stabilumą.
• Mikrobiologiniai tyrimaipvz., koliforminių bakterijų, bendro kolonijų skaičiaus ir kt. nustatymui, reikia naudoti sterilius, vienkartinius plastikinius butelius, dažniausiai PET arba polipropileno, siekiant užtikrinti, kad mėginiai nebūtų užteršti prieš transportavimą.

2. Medžiagų pasirinkimas

Skirtingų medžiagų savybės turi savo ypatybes ir skirtingai veikia bandymų duomenis:

• Stikliniai buteliaiAtsparus aukštai temperatūrai, chemiškai inertiškas, sunkiai reaguoja su organinėmis medžiagomis, pritaikytas organinei analizei. Tačiau svoris didelis, lengvai lūžta, transportuojant reikia būti atsargiems.
• Plastikiniai buteliai (polietilenas, polipropilenas ir kt.)Lengvas, nelengvai lūžta, tinka daugumai neorganinių medžiagų analizės. Tačiau kai kurie plastikai gali adsorbuoti organinius teršalus arba išskirti fonines priemaišas, netinka organinių medžiagų pėdsakų analizei.

3. Ar reikalingas išankstinis apdorojimas

EPA vandens analizės buteliukus dažnai reikia iš anksto užpildyti konservantais arba apdorojimo medžiagomis, kad būtų išlaikytas mėginio stabilumas:

• Įprasti konservantai yra HCl, HNO₃ ir NaOH.
• Išankstinis apdorojimas vietoje: gali sumažinti pokyčius, tačiau reikalingas standartizuotas veikimas ir tam tikros sąlygos vietoje.
• Laboratorinis išankstinis apdorojimas: tikslesnis veikimas, tačiau reikalingos griežtesnės mėginių laikymo sąlygos ir transportavimo metu gali atsirasti pokyčių.

4. Butelio spalva

• Rudas butelisNaudojamas šviesai jautrių medžiagų, tokių kaip kai kurie pesticidai, organiniai teršalai ir kt., mėginių ėmimui. Jis gali veiksmingai blokuoti ultravioletinius spindulius ir atidėti mėginių degradaciją.
• Permatomas butelisTinka šviesai nejautriems projektams, lengva stebėti vandens mėginių spalvą, drumstumą ir kitas fizines savybes, tačiau nerekomenduojama naudoti jautrių šviesai junginių aptikimui.

5. Garsumo pasirinkimas

• Tai turėtų būti pagrįsta bandymo metodu. Butelio tūriui parinkti reikia atsižvelgti į laboratorijos reikalavimus ir projekto planą. Įprastos specifikacijos yra 40 ml, 125 ml, 500 ml ir kt.
• Kai kuriems projektams reikalingas tam tikras „oro erdvės“ kiekis, kad būtų galima įpilti reagentų arba išvengti užšalimo ir plėtimosi; o kai kuriems projektams reikalingas, kad nebūtų palikta jokios erdvės ir butelis būtų pripildytas iki galo.

EPA standartai ir reguliavimo reikalavimai

Vandens kokybės tyrimuose mėginių ėmimo indai yra ne tik eksperimentinės operacijos dalis, bet ir svarbi griežtos reguliavimo normų kontrolės dalis. EPA (JAV Aplinkos apsaugos agentūra) daugelyje bandymų metodų vandens analizės buteliukuose aiškiai numato vandens analizės tipą, medžiagas ir tvarkymą, siekiant užtikrinti analitinių duomenų mokslinį tikslumą ir atitiktį teisiniams reikalavimams.

1. Bendrieji EPA vandens kokybės stebėsenos standartai ir mėginių ėmimo butelių reikalavimai

Žemiau pateikiami keli tipiniai EPA bandymo metodai ir jų konkretūs reikalavimai mėginių ėmimui buteliuose:

• EPA 524.2 (LOJ bandymai)Reikalaujama naudoti 40 ml tuščius begaublius stiklinius butelius su PTFE/silikono sandarinimo tarpinėmis, į buteliuką įpilant druskos rūgšties kaip konservanto. Butelis turi būti pripildytas iki viršaus, kad neliktų oro burbuliukų ar tuštumų, kad neišsiskirtų LOJ.
• EPA 200.8 (metalinių elementų aptikimas ICP-MS metodu)Rekomenduojama naudoti HDPE plastikinius butelius, butelius reikia dėti į azoto rūgšties išankstinio parūgštinimo talpyklą, kad būtų išvengta metalų nusodinimo adsorbcijos.
• EPA 300 serija (anijonų ir katijonų jonų chromatografinė analizė)Polipropileno arba polietileno butelius galima naudoti nepridedant rūgšties, buteliai turi būti švarūs ir be trukdančių jonų.
• EPA 1600 serija (mikrobiologiniai tyrimai): reikalingi sterilūs, vienkartiniai plastikiniai buteliai, paprastai naudojami bendroms koliforminėms bakterijoms, enterokokams ir kitiems indikatoriams nustatyti, į buteliuką galima įpilti atitinkamą kiekį natrio tiosulfato chloro likučiams neutralizuoti.

Kiekvienas standartas turi griežtus butelių tipo, tūrio, laikymo temperatūros ir laikymo laiko reikalavimus, todėl ignoruojant bet kurią iš šių detalių, duomenys gali būti neteisingi.

2. Laboratorijos akreditavimo sistemos reikalavimai mėginių ėmimo konteineriams

Praktiškai daugeliui trečiųjų šalių laboratorijų reikalinga specializuota akreditacija, pavyzdžiui:

• NELAC (Nacionalinė aplinkos laboratorijų akreditavimo konferencija): aiškiai reikalaujama, kad mėginių ėmimo talpyklos, mėginių ėmimo procedūros ir konservavimo metodai atitiktų EPA arba nacionalinius standartus ir kad būtų dokumentuota visa mėginių grandinė.
• ISO/IEC 17025 (Bendrieji bandymų ir kalibravimo laboratorijų kompetencijos reikalavimai)pabrėžia mėginių ėmimo aparatūros atsekamumą, standartizuotą valdymą ir jos naudojimo įrašus bei SOP (standartinių veiklos procedūrų), skirtų konteinerių parinkimui, valymui ir laikymui, nustatymą.

Šias akreditacijas gavusios laboratorijos privalo turėti griežtą mėginių rinkimo valdymo sistemą, o mėginių ėmimo butelių parinkimas ir naudojimas turi būti dokumentuojamas vidaus arba išorės auditams.

3. Atitikties operacijų praktinė reikšmė

Tinkamų EPA standartinių vandens analizės buteliukų pasirinkimas griežtai laikantis reglamentų priklauso ne tik nuo laboratorijos ar programos reikalavimų, bet ir nuo šių veiksnių:

• Užtikrinti mokslinį ir teisinį bandymų duomenų pagrįstumąTeisiškai atitinkantys mėginių ėmimo ir išsaugojimo metodai yra pagrindas, kad stebėsenos duomenis pripažintų vyriausybės departamentai, teismai ar visuomenė.
• Projektų peržiūrų ir kokybės auditų atlikimasStandartizuotas mėginių ėmimo butelių naudojimas, ypač poveikio aplinkai vertinimo, emisijos leidimų, aplinkosauginio tinkamumo ir kt. procesuose, gali padėti išvengti grąžinimo ar pakartotinio tyrimo dėl neatitikties reikalavimams.
• Venkite mėginių švaistymo ir pakartotinio surinkimo rizikosKai mėginys pripažįstamas negaliojančiu, jį reikia surinkti iš naujo, o tai ne tik sulėtina progresą, bet ir padidina darbo, medžiagų ir transportavimo sąnaudas.

Atsargumo priemonės projektuojant ir eksploatuojant

Net jei EPA vandens analizės buteliukai yra parinkti taip, kad atitiktų EPA standartus, netinkamas elgesys su mėginiais imant, laikant ir transportuojant vis tiek gali sukelti mėginio užteršimą, gedimą arba duomenų anuliavimą. Todėl svarbu atidžiai atkreipti dėmesį į kiekvieną detalę, siekiant užtikrinti mėginio vientisumą ir tyrimo rezultatų pagrįstumą.

1. Dangtelio sandariklio patikrinimas

EPA vandens analizės buteliukų sandarumas tiesiogiai susijęs su tuo, ar mėginys išgaruos, pratekės ar sureaguos sugerdamas drėgmę tinkamumo vartoti laikotarpiu:

• Prieš imant mėginį, reikia patikrinti, ar dangtelis tvirtai priglunda prie butelio kaklelio, ar nėra deformacijos, lūžio ar senėjimo požymių.
• Lakiųjų organinių junginių ir kitų labai jautrių objektų aptikimui svarbiau naudoti srieginį sandarinimo dangtelį su PTFE/silikono tarpine, jį priveržti ir patikrinti, ar nėra nuotėkio.
• Dangtelį reikia užsukti iš karto po mėginių ėmimo, kad būtų išvengta ilgalaikio poveikio.

2. Kryžminio užteršimo išvengimo metodai

Bet kokia nešvari operacija gali sukelti foninius trukdžius, kurie gali turėti įtakos mėginio foniniam lygiui, ypač svarbu atliekant pėdsakų analizę arba mikrobų aptikimą:

• Kiekvienam mėginių rinkimui mūvėkite vienkartines pirštines ir prieš žaidimą pakeiskite buteliuką, kad išvengtumėte kryžminės taršos.
• Naudokite specializuotus mėginių ėmimo prietaisus (pvz., mėginių ėmimo strypus, mėginių ėmimo siurblius ir kt.) ir kruopščiai juos išvalykite arba pakeiskite tarp mėginių ėmimo taškų.
• Mėginiams, kuriuos reikia iš anksto apdoroti vietoje, naudokite švarias pipetes arba buteliukus, iš anksto pripildytus konservantų, kad išvengtumėte ilgalaikio sąlyčio su oru.

3. Mėginių saugojimo ir transportavimo reikalavimai

Vandens mėginiai gali pakisti, suirti arba sugesti, jei nuo surinkimo iki eksperimentinės analizės jie netinkamai laikomi ar transportuojami:

• Laikymo temperatūraDauguma EPA vandens analizės buteliukų turi būti laikomi šaldytuve 4 ℃ temperatūroje ir paprastai transportuojami šaldytuve arba ledo pakete; mikrobiologinių mėginių temperatūra turi būti griežtai kontroliuojama ir jie turi būti analizuojami per 6 valandas.
• Konservavimo laikasSkirtingiems daiktams taikomas skirtingas maksimalus konservavimo laikas, pvz., lakiųjų organinių junginių (LOJ) – 14 dienų, maistinių druskų – 48 valandos, o sunkiųjų metalų – iki 6 mėnesių (esant priešrūgštinimo sąlygoms).
• Konteinerių ženklinimasKiekvienas mėginio buteliukas turi būti paženklintas poslinkio numerio etikete, nurodančia mėginio paėmimo laiką ir vietą, elemento pavadinimą ir konservavimo būdą, kad būtų išvengta mėginių painiavos.
• Transporto įrašaiRekomenduojama naudoti mėginio ir „oh ah“ paėmimo lapą, kad būtų galima užregistruoti visą mėginio paėmimo procesą nuo surinkimo iki laboratorijos, siekiant patenkinti kokybės kontrolės ir audito poreikius.

Dažniausių klaidingų nuomonių ir klaidų pavyzdžiai

Atliekant realų vandens kokybės stebėjimą, dėl nepakankamo žinojimo apie mėginių ėmimo butelių specifikacijų naudojimą, dažnai pasitaiko, kad dėl darbo klaidų, kurios, atrodytų, nedidelės, bet rimtos, turi įtakos rezultatams. Toliau pateikiami keli tipiški nesusipratimai ir jų sukelti rezultatai, kaip nuoroda ir įspėjimas.

1. Mėginio užteršimas arba adsorbcija dėl netinkamos medžiagos naudojimo

• Jei LOJ mėginiams rinkti naudojami įprasti plastikiniai buteliai, šie plastikiniai buteliai (ypač PVC arba žemos kokybės polietilenas) yra linkę adsorbuoti arba prasiskverbti pro organinius teršalus, todėl sumažėja tikslinė koncentracija ir aptikimo vertė yra maža arba net visai neaptinkama. Reikėtų naudoti EPA reglamentuojamus stiklinius butelius su beorėmis galvutėmis, kurių dangtelio įdėkle yra PTFE/silikono tarpinės, siekiant užtikrinti cheminį inertiškumą ir sandarumą.

2. Neatsižvelgiant į jautrumą šviesai, mėginys degraduoja

• Jei pesticidų likučių mėginiams rinkti naudojami skaidrūs stikliniai buteliai, kurie po mėginių paėmimo ilgą laiką yra veikiami saulės spindulių, tam tikros organinės medžiagos, tokios kaip pesticidai, PAH ir nitroaromatinės medžiagos, yra itin jautrios šviesai ir gali skilti bei transformuotis veikiant šviesai, todėl rezultatai gali būti iškreipti. Šviesai jautrių daiktų mėginiams imti reikėtų naudoti rudus butelius, o po mėginių paėmimo mėginius reikėtų greitai laikyti ir saugoti nuo šviesos, taip pat transportavimo metu reikėtų vengti tiesioginių saulės spindulių.

3. Be konservantų ar netinkamų laikymo sąlygų, mėginys gali sugesti

• Jei amoniakinio azoto mėginiai buvo surinkti be konservantų ir 24 valandas laikyti šaldytuve prieš siunčiant juos tyrimams. Kambario temperatūroje mikroorganizmai greitai metabolizuoja vandenyje esantį amoniakinį azotą arba transformuoja jį į kitas formas, todėl pakinta amoniakinio azoto koncentracija ir tyrimo rezultatai tampa negaliojantys. Mėginius reikia parūgštinti įpilant sieros rūgšties arba druskos rūgšties iš karto po surinkimo, kad būtų slopinamas mikrobų aktyvumas, ir transportuoti šaldytuve 4 °C temperatūroje, siekiant užtikrinti, kad jie būtų išsiųsti tyrimams per nurodytą laiką.

Šie dažni klaidingi įsitikinimai primena mums, kad tinkamų EPA vandens analizės buteliukų pasirinkimas yra tik pirmas žingsnis, o dar svarbiau – standartizuotas viso proceso veikimas ir kontrolės detalės, siekiant užtikrinti, kad vandens kokybės tyrimų duomenys būtų teisingi ir patikimi, teisiškai ir techniškai pagrįsti.

Išvada

Vandens kokybės stebėjimo srityje EPA vandens analizės buteliukai, nors ir tėra maža talpykla, atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį visame mėginių ėmimo ir analizės procese. EPA vandens analizės buteliukų pasirinkimas yra būtinas siekiant užtikrinti duomenų tikslumą, atsekamumą ir atitiktį reglamentams.

Tik pagrįstai parinkus mėginių ėmimo butelius ir laikantis standartizuotų darbo procedūrų (pvz., naudojant konservantus, laikant atokiau nuo šviesos, transportuojant šaldytuve ir kt.), galima sumažinti mėginių surinkimo, laikymo ir transportavimo pokyčius, siekiant užtikrinti, kad galutiniai tyrimų rezultatai būtų teisingi, patikimi ir teisiškai pagrįsti.

Be to, rekomenduojama, kad kiekvienas padalinys reguliariai organizuotų mėginių ėmėjų akių mokymus, siekiant pagerinti EPA standartų ir mėginių butelių naudojimo specifikacijų supratimą ir įgyvendinimą, kad būtų išvengta tokių problemų kaip pakartotinis duomenų išgavimas, duomenų anuliavimas ar audito nesėkmė dėl veiklos klaidų, taip visapusiškai pagerinant vandens kokybės stebėsenos darbo profesionalumą ir kokybę.