Inngangur

Þar sem umhverfismengun er að verða sífellt alvarlegra vandamál hafa prófanir á vatnsgæðum orðið ómissandi þáttur í umhverfisvernd, lýðheilsuvernd og reglugerðum í iðnaði. Hvort sem um er að ræða prófanir á drykkjarvatni, eftirlit með losun iðnaðarskólps eða vistfræðilegt mat á ám og vötnum, þá eru nákvæmar greiningargögn vatnsgæða grundvöllur vísindalegrar ákvarðanatöku og eftirlitsstjórnunar.

Sem fyrsta skref í vatnsgæðaprófunarferlinu er nákvæmni sýnatöku í beinu samhengi við áreiðanleika alls prófunarferlisins.EPA vatnsgreiningarflöskur, sem ílát til að bera sýni, þótt þau séu lítil að stærð og einföld í útliti, eru lykilþátturinn til að tryggja að sýnin mengist ekki, hvarfast ekki og varðveitist stöðugt.Ef valið er ekki viðeigandi mun það ekki aðeins leiða til röskunar á prófunargögnunum, heldur getur það jafnvel valdið endurtekinni sýnatöku, tafið framgang vinnunnar og aukið kostnað.

Skilgreining og flokkun á EPA vatnsgreiningarhettuglösum

Vatnsgreiningarflöskur frá EPA eru sérhæfð sýnatökuílát sem uppfylla staðla EPA fyrir sýnatöku og greiningu og eru fyrst og fremst notuð til að safna og varðveita vatnssýni fyrir síðari rannsóknarstofuprófanir. Þessi flöskur eru sniðin að mismunandi prófunarefnum, varðveislukröfum og efniseiginleikum til að lágmarka mengun, niðurbrot eða breytingar á samsetningu við flutning og geymslu og til að tryggja nákvæmni og endurtekningarhæfni greiningarniðurstaðna.

Samkvæmt mismunandi efnum og virkni eru EPA vatnsgreiningarflöskur aðallega skipt í eftirfarandi flokka:

1. Glerhettuglös

• Það er venjulega notað til að safna lífrænum mengunarefnum þar sem það er óvirkt, sýgur ekki auðveldlega í sig efnin og þolir sótthreinsun við háan hita. Oft búið skrúftappa og PTFE/sílikonþéttingum til að auka þéttingu og efnafræðilegan stöðugleika.

2. Pólýetýlenflöskur

• Það inniheldur bæði háþéttnipólýetýlen og lágþéttnipólýetýlen og er almennt notað til að taka sýni af fimm stigum mengunarefna eins og málmjóna, næringarsalta, anjóna og katjóna. Þessar flöskur eru höggþolnar og léttar, sem gerir þær hentugar til flytjanleika á staðnum og notkunar í miklu magni.

3. Gular flöskur

• Það hefur góða skuggavirkni og er sérstaklega notað til greiningar á ljósnæmum efnum, sem geta á áhrifaríkan hátt komið í veg fyrir efnahvörf eða niðurbrot sem orsakast af útfjólubláum geislum.

4. Teflon-fóðraðar flöskur

• Hentar fyrir nákvæmar snefilgreiningar, svo sem söfnun snefilefna af þungmálmum eða mjög ætandi sýnum. PTFE hefur framúrskarandi efnaþol og óvirkni og hvarfast ekki við nánast öll efni, en er tiltölulega dýrt.

Hvert efni í EPA vatnsgreiningarflöskum hefur sitt eigið notkunarsvið. Valið verður að byggjast á eðli prófunarþáttanna, eðlis- og efnafræðilegum eiginleikum skotmarksins, sem og forvinnslu til að passa við viðeigandi flöskugerð og forvinnsluskilyrði. Ef ílátið er ekki valið rétt getur það truflað prófunargögnin, leitt til úrgangs úr sýninu eða jafnvel þurft að safna því aftur, sem hefur áhrif á allt verkefnisferlið.

Lykilþættir við val á EPA vatnsgreiningarhettuglösum

Í vatnsgæðaprófunum er val á réttum EPA vatnsgreiningarflöskum grundvallaratriði til að tryggja nákvæmar niðurstöður.

1. Tegund prófunarhlutar

Mismunandi prófunarþættir samsvara mismunandi sýnatökukröfum, þannig að fyrsta skrefið í vali á EPA vatnsgreiningarflöskum er að skilgreina prófunarþættina:

• Greining lífrænna mengunarefnaTil dæmis fyrir rokgjörn lífræn efnasambönd, hálfrokgjörn lífræn efnasambönd o.s.frv., verður að nota glerflöskur. Glerefnið kemur í veg fyrir að lífræn efnin aðsogi og gufa upp og oft er nauðsynlegt að bæta við sýru fyrirfram til að hamla örveruvirkni og koma í veg fyrir niðurbrot markefnisins.
• Greining á þungmálmumFyrir snefilefni eins og blý, kvikasilfur, kadmíum og önnur málmefni, ætti að nota flöskur úr háþéttni pólýetýleni, þar sem þær trufla ekki bakgrunn málmsins, þær taka ekki auðveldlega upp málmjónir og hafa góðan efnafræðilegan stöðugleika.
• Örverufræðilegar prófanir: eins og kóliform bakteríur, heildarfjöldi nýlenda o.s.frv., þarf að nota dauðhreinsaðar, einnota plastflöskur, venjulega PET eða pólýprópýlen, til að tryggja að sýnin mengist ekki fyrir flutning.

2. Efnisval

Eiginleikar mismunandi efna hafa sína eigin eiginleika og hafa mismunandi áhrif á prófunargögnin:

• GlerflöskurÞolir háan hita, er efnafræðilega óvirkt, hvarfast ekki auðveldlega við lífræn efni, hentar vel til lífrænnar greiningar. Hins vegar er þyngdin mikil og auðvelt að brjóta, þannig að flutningur þarf að vera varkár.
• Plastflöskur (pólýetýlen, pólýprópýlen, o.s.frv.)Létt, ekki auðvelt að brjóta, hentugt fyrir flestar ólífrænar greiningar. Hins vegar geta sum plastefni sogað í sig lífræn mengunarefni eða losað bakgrunnsóhreinindi, ekki hentugt fyrir greiningu á snefilefnum lífrænna efna.

3. Hvort forvinnsla sé nauðsynleg

EPA vatnsgreiningarflöskur þurfa oft að vera forfylltar með rotvarnarefnum eða meðhöndlun til að viðhalda stöðugleika sýnanna:

• Algeng rotvarnarefni eru meðal annars HCI, HNO₃ og NaOH.
• Forvinnsla á staðnum: getur lágmarkað breytingar en krefst stöðluðrar aðgerðar og ákveðinna skilyrða á staðnum.
• Forvinnsla á rannsóknarstofu: nákvæmari aðgerð en krefst strangari geymsluskilyrða sýna og getur valdið breytingum meðan á flutningi stendur.

4. Litur flöskunnar

• Brún flaskaNotað til sýnatöku ljósnæmra efna, svo sem sumra skordýraeiturs, lífrænna mengunarefna o.s.frv. Það getur á áhrifaríkan hátt lokað fyrir útfjólubláa geisla og seinkað niðurbroti sýna.
• Gagnsæ flaskaHentar fyrir ljósnæm verkefni, auðvelt að fylgjast með lit vatnssýna, gruggi og öðrum eðlisfræðilegum eiginleikum, en er ekki mælt með til að greina ljósnæm efnasambönd.

5. Val á hljóðstyrk

• Það ætti að byggjast á prófunaraðferðinni. Kröfur rannsóknarstofu og verkefnaáætlun til að velja flöskurúmmál. Algengar forskriftir eru 40 ml, 125 ml, 500 ml, o.s.frv.
• Sum verkefni krefjast þess að ákveðið magn af „loftrými“ sé skilið eftir til að bæta við hvarfefnum eða til að koma í veg fyrir frost og útþenslu; en í sumum verkefni er krafist þess að ekkert pláss sé skilið eftir og flöskurnar séu fylltar að fullu.

Staðlar og reglugerðarkröfur EPA

Í vatnsgæðaprófunum eru sýnatökuílát ekki aðeins hluti af tilraunastarfseminni, heldur einnig mikilvægur þáttur í ströngu eftirliti með reglugerðum. EPA (Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna) setur skýrar ákvæði um gerð vatnsgreiningar, efni og meðhöndlun í fjölda prófunaraðferða í vatnsgreiningarflöskum til að tryggja vísindalega nákvæmni og lagalega samræmi við greiningargögnin.

1. Algengir staðlar Umhverfisstofnunar Bandaríkjanna (EPA) um eftirlit með vatnsgæðum og kröfur um sýnatökuflöskur

Hér að neðan eru nokkrar dæmigerðar prófunaraðferðir frá EPA og sértækar kröfur þeirra fyrir sýnatökuflöskur:

• EPA 524.2 (prófun á VOC)krefst notkunar á 40 ml tómum, hauslausum glerflöskum með PTFE/sílikonþéttingum, þar sem saltsýru er bætt út í flöskuna sem rotvarnarefni. Flaskan þarf að vera fyllt alveg upp í topp án loftbóla eða holrúma til að koma í veg fyrir að VOC sleppi út.
• EPA 200.8 (ICP-MS greining á málmþáttum)Mælt er með notkun HDPE plastflöskum. Forsýring á flöskunum þarf að gera með saltpéturssýru til að koma í veg fyrir að málmur falli úr.
• EPA 300 serían (jónaskiljunargreining á anjónum og katjónum)Hægt er að nota pólýprópýlen- eða pólýetýlenflöskur án þess að bæta við sýru, flöskurnar þurfa að vera hreinar og lausar við viðeigandi truflandi jónir.
• EPA 1600 serían (örverufræðilegar prófanir)Krefst sótthreinsaðra, einnota plastflösku, venjulega notaðar fyrir heildarkóliforma, enterokokka og aðra vísa, hægt er að bæta viðeigandi magni af natríumþíósúlfati í flöskuna til að hlutleysa klórleifar.

Hver staðall hefur strangar reglur um gerð flösku, rúmmál, geymsluhita og geymslutíma, og ef þessum upplýsingum er ekki fylgt eftir getur það leitt til ógildra gagna.

2. Kröfur um vottunarkerfi rannsóknarstofa fyrir sýnatökuílát

Í reynd þurfa margar rannsóknarstofur utanaðkomandi aðila sérhæfða faggildingu, svo sem:

• NELAC (Þjóðarráðstefna um faggildingu umhverfisrannsóknarstofa)krefst þess sérstaklega að sýnatökuílát, sýnatökuferlar og varðveisluaðferðir séu í samræmi við EPA eða landsstaðla og að öll sýnakeðja sé skjalfest.
• ISO/IEC 17025 (Almennar kröfur um hæfni prófunar- og kvörðunarstofa)leggur áherslu á rekjanleika, stöðlaða stjórnun sýnatökutækja og skráningu á notkun þeirra, og setningu staðlaðra verklagsreglna (SOP) fyrir val, hreinsun og geymslu íláta.

Rannsóknarstofur sem hafa staðist þessar faggildingar þurfa að hafa strangt stjórnunarkerfi fyrir sýnatöku og val og notkun sýnatökuflösku verður að vera skjalfest fyrir innri eða ytri endurskoðanir.

3. Hagnýtar afleiðingar eftirlitsaðgerða

Að velja réttu EPA staðlaðu vatnsgreiningarflöskurnar fyrir ís í ströngu samræmi við reglugerðir snýst ekki aðeins um að uppfylla kröfur rannsóknarstofu eða forrits, heldur tengist það einnig beint eftirfarandi:

• Tryggja vísindalegt og lagalegt gildi prófunargagnaLöglega uppfylltar sýnatöku- og varðveisluaðferðir eru grundvöllur þess að eftirlitsgögn séu viðurkennd af ríkisstofnunum, dómstólum eða samfélaginu.
• Að standast verkefnaúttektir og gæðaúttektirSérstaklega í ferlum sem varða mat á umhverfisáhrifum, losunarleyfi, umhverfissamþykki o.s.frv., getur stöðluð notkun sýnatökuflösku komið í veg fyrir að þær séu skilaðar eða endurprófaðar vegna ósamræmis.
• Forðist sýnishornsúrgang og hættu á endursöfnunÞegar sýni reynist ógilt þarf að taka það aftur, sem ekki aðeins seinkar framvindu vinnslunnar heldur eykur einnig kostnað við vinnu, efni og flutninga.

Varúðarráðstafanir í hönnunarrekstri

Jafnvel þótt vatnsgreiningarflöskur EPA séu valdar sem uppfylla staðla EPA, getur óviðeigandi meðhöndlun við sýnatöku, geymslu og flutning samt sem áður leitt til mengunar sýnisins, skemmda eða ógildingar gagna. Þess vegna er mikilvægt að gæta vel að hverju smáatriði til að tryggja heilleika sýnisins og réttmæti niðurstaðnanna.

1. Athugun á lokþéttingu

Þétting EPA vatnsgreiningarglasa er í beinu samhengi við hvort sýnið muni gufa upp, leka eða hvarfast með því að taka í sig raka á geymsluþolstímanum:

• Áður en sýnataka er tekin skal athuga hvort tappann passi þétt við op flöskunnar og hvort einhverjar aflögunar, brot eða öldrun séu til staðar.
• Til að greina rokgjörn lífræn efnasambönd og önnur mjög viðkvæm efni er mikilvægara að nota skrúfað lok með PTFE/sílikonþéttingu, herða hana og síðan ganga úr skugga um að enginn leki sé til staðar.
• Lokið skal herða strax eftir að sýnatöku er lokið til að koma í veg fyrir langvarandi útsetningu.

2. Aðferðir til að forðast krossmengun

Öll óhrein aðgerð getur valdið bakgrunnstruflunum sem geta haft áhrif á bakgrunnsstig sýnisins, sérstaklega mikilvægt við greiningu á snefilefnum eða örverugreiningu:

• Notið einnota hanska fyrir hverja sýnistöku og setjið flöskuna aftur á áður en leikið er til að koma í veg fyrir krossmengun.
• Notið sérhæfð sýnatökutæki (t.d. sýnatökustangir, sýnatökudælur o.s.frv.) og þrífið þau eða skiptið þeim vandlega út á milli sýnatökustaða.
• Fyrir sýni sem þarfnast forvinnslu á staðnum skal nota hreinar pípettur eða hettuglös sem eru fyllt með rotvarnarefnum til að forðast langvarandi útsetningu fyrir lofti.

3. Kröfur um varðveislu og flutning sýna

Vatnssýni eru viðkvæm fyrir breytingum, niðurbroti eða bilun ef þau eru ekki geymd eða flutt á réttan hátt á tímabilinu frá söfnun til tilraunagreiningar:

• GeymsluhitastigFlest EPA vatnsgreiningarglös þarf að geyma í kæli við 4°C og eru venjulega flutt í kæliboxi eða íspoka; örverufræðileg sýni verða að vera nákvæmlega hitastýrð og greind innan 6 klukkustunda.
• VarðveislutímiMismunandi vörur hafa mismunandi hámarksgeymslutíma, t.d. 14 dagar fyrir rokgjörn, lífræn efnasambönd (VOC), 48 klukkustundir fyrir næringarsölt og allt að 6 mánuði fyrir þungmálma (við skilyrði fyrir sýrusetningu).
• Merkingar ílátaHver sýnishornsflaska verður að vera merkt með miða með tilfærslunúmeri sem tilgreinir tíma og stað sýnatöku, heiti hlutarins og varðveisluaðferð til að koma í veg fyrir rugling um sýnið.
• SamgönguskrárMælt er með að nota sýnishorns- og „oh ah“-söfnunarblaðið til að skrá allt ferlið við sýnið, frá söfnun til rannsóknarstofu, til að uppfylla þarfir gæðaeftirlits og endurskoðunar.

Dæmi um algengar misskilninga og villur

Í raunverulegu eftirliti með vatnsgæðum, vegna skorts á vitund um notkun forskrifta sýnatökuflösku, geta oft komið upp smávægileg en alvarleg mistök sem hafa áhrif á niðurstöðurnar. Hér á eftir eru taldar upp nokkur dæmigerð misskilningur og afleiðingar þeirra, til viðmiðunar og viðvörunar.

1. Mengun eða aðsog sýnis vegna notkunar rangs efnis

• Ef venjulegar plastflöskur eru notaðar til að safna VOC sýnum, eru plastflöskurnar (sérstaklega PVC eða lággæða pólýetýlen) viðkvæmar fyrir aðsogi eða gegndræpi lífrænna mengunarefna, sem leiðir til lækkunar á markþéttni og lágs eða jafnvel ómælanlegs greiningargildis. Nota ætti EPA-eftirlitaðar glerflöskur með loftlausum lokum, með PTFE/sílikonþéttingum í lokinu til að tryggja efnafræðilega óvirkni og þéttingu.

2. Að vanrækja áhrif ljósnæmis leiðir til niðurbrots sýna

• Ef gagnsæjar glerflöskur eru notaðar til að safna sýnum af skordýraeitursleifum og eru útsettar fyrir sólarljósi í langan tíma eftir sýnatöku, eru ákveðin lífræn efni eins og skordýraeitur, fjölhringa, arómatísk efni og nítróarómatísk efni afar ljósnæm og geta brotnað niður og umbreyst í ljósi, sem leiðir til skekktra niðurstaðna. Fyrir ljósnæma hluti ætti að nota brúnar flöskur til sýnatöku og geyma sýnin fljótt og vernda fyrir ljósi eftir sýnatöku, og forðast skal beint sólarljós við flutning.

3. Engin rotvarnarefni eða óviðeigandi geymsluskilyrði, sýnishorn versnar

• Ef ammóníak-nitursýni voru tekin án rotvarnarefna og geymd í kæli í 24 klukkustundir áður en þau voru send til prófunar. Við stofuhita munu örverur brjóta niður ammoníak-niturið í vatninu hratt eða umbreyta því í aðrar myndir, sem leiðir til breytinga á styrk ammoníak-niturs og ógildir niðurstöður prófunarinnar. Sýnin ættu að vera sýrð með því að bæta við brennisteinssýru eða saltsýru strax eftir söfnun til að hindra örveruvirkni og flutt í kæli við 4°C til að tryggja að þau séu send til prófunar innan tilgreinds tíma.

Þessar algengu misskilningur minna okkur á að val á réttum EPA vatnsgreiningarflöskum er aðeins fyrsta skrefið, og það sem mikilvægara er, stöðlun á öllu ferlinu og smáatriðum eftirlitsins, til að tryggja að vatnsgæðaprófunargögnin séu sönn og áreiðanleg, með lagalegu og tæknilegu gildi.

Niðurstaða

Við eftirlit með vatnsgæðum gegna EPA vatnsgreiningarflöskur, þótt þær séu aðeins litlar, mikilvægu hlutverki í öllu sýnatöku- og greiningarferlinu. Val á EPA vatnsgreiningarflöskum er nauðsynlegt til að tryggja nákvæmni gagna, rekjanleika og samræmi við reglugerðir.

Aðeins með skynsamlegu vali á sýnatökuflöskum, ásamt stöðluðum verklagsreglum (svo sem notkun rotvarnarefna, geymslu fjarri ljósi, kæliflutningi o.s.frv.), er hægt að lágmarka breytingar á söfnun, geymslu og flutningi sýna til að tryggja að lokaniðurstöður prófunarinnar séu sannar, áreiðanlegar og löglega gildar.

Að auki er mælt með því að hver eining skipuleggi reglulega augnþjálfun fyrir sýnatökumenn til að bæta skilning og innleiðingu á stöðlum Umhverfisstofnunar Bandaríkjanna (EPA) og notkunarforskriftum sýnaflöskum, til að forðast vandamál eins og endurnámu, ógildingu gagna eða bilun í úttektum vegna rekstrarvillna, og þannig bæta fagmennsku og gæði eftirlits með vatnsgæðum til muna.