Introdución

Dado que a contaminación ambiental se converteu nun problema cada vez máis grave, as análises da calidade da auga convertéronse nunha parte indispensable da protección ambiental, da protección da saúde pública e da regulación industrial. Xa sexan análises de auga potable, monitorización de vertidos de augas residuais industriais ou avaliación ecolóxica de ríos e lagos, os datos precisos da análise da calidade da auga son a base para a toma de decisións científicas e a xestión do cumprimento das normas.

Como paso inicial no proceso de análise da calidade da auga, a precisión da recollida de mostras está directamente relacionada coa fiabilidade de todo o proceso de análise.Os frascos de análise de auga da EPA, como recipientes para transportar mostras, aínda que de pequeno tamaño e aparencia sinxela, son o factor clave para garantir que as mostras non estean contaminadas, non reaccionen e se conserven de forma estable.Se a selección non é axeitada, non só provocará a distorsión dos datos da proba, senón que mesmo pode provocar mostraxes repetidas, atrasar o progreso do traballo e aumentar os custos.

Definición e clasificación dos frascos de análise de auga da EPA

Os frascos de análise de auga da EPA son recipientes de mostraxe especializados que cumpren cos estándares de mostraxe e análise da EPA e utilízanse principalmente para recoller e conservar mostras de auga para posteriores probas de laboratorio. Estes frascos adáptanse a diferentes elementos de proba, requisitos de conservación e características dos materiais para minimizar a contaminación, a degradación ou os cambios de composición durante o transporte e o almacenamento, e para garantir a precisión e a reproducibilidade dos resultados analíticos.

Segundo os diferentes materiais e funcións, os frascos de análise de auga da EPA divídense principalmente nas seguintes categorías:

1. Frascos de vidro

• Normalmente úsase para a recollida de contaminantes orgánicos porque é inerte, non adsorbe facilmente as substancias obxectivo e pode soportar a esterilización a altas temperaturas. A miúdo está equipado con tapas de rosca e xuntas de PTFE/silicona para mellorar o selado e a estabilidade química.

2. Botellas de polietileno

• Incluíndo materiais de polietileno de alta e baixa densidade, úsase habitualmente para a mostraxe de cinco niveis de contaminantes como ións metálicos, sales nutritivas, anións e catións. Estas botellas son resistentes aos impactos e lixeiras, o que as fai axeitadas para a portabilidade in situ e o uso de alto volume.

3. Botellas de ámbar

• Ten unha boa función de sombreado e úsase especialmente para a análise de substancias fotosensibles, que poden previr eficazmente as reaccións químicas ou a descomposición inducidas polos raios UV.

4. Botellas revestidas de teflón

• Adecuado para análises de alta precisión a nivel de trazas, como a recollida de metais pesados ​​traza ou mostras fortemente corrosivas. O PTFE ten unha excelente resistencia química e inercia e non reacciona con case ningunha substancia, pero é relativamente caro.

Cada material dos frascos de análise de auga da EPA ten o seu propio ámbito de aplicación específico. A selección debe basearse na natureza dos elementos de proba, as propiedades físicas e químicas do obxectivo, así como no tratamento previo para que coincida co tipo de botella e as condicións de tratamento previo axeitados. Se o recipiente non se selecciona correctamente, pode interferir cos datos da proba, ou provocar desperdicios de mostras ou mesmo ter que ser recollida de novo, o que afecta a todo o proceso do proxecto.

Factores clave na selección de frascos de análise de auga da EPA

Nas probas da calidade da auga, a elección dos frascos de análise de auga da EPA axeitados é fundamental para garantir resultados precisos.

1. Tipo de elemento de proba

Diferentes elementos de proba correspóndense con diferentes requisitos de mostraxe, polo que o primeiro paso para elixir os frascos de análise de auga da EPA é definir os elementos de proba:

• Detección de contaminantes orgánicos: como compostos orgánicos volátiles, compostos orgánicos semivolátiles, etc., deben usar botellas de vidro. O material de vidro impide eficazmente a adsorción e volatilización dos compoñentes orgánicos e, a miúdo, é necesario engadir ácido previamente para inhibir a actividade microbiana e evitar a degradación do obxectivo.
• Detección de metais pesadosPara substancias como o chumbo, o mercurio, o cadmio e outros oligoelementos metálicos, débense usar botellas de polietileno de alta densidade, xa que non interfiren co fondo metálico, non adsorben facilmente os ións metálicos e teñen boa estabilidade química.
• Probas microbiolóxicas: como bacterias coliformes, reconto total de colonias, etc., cómpre usar botellas de plástico estériles e desbotables, normalmente de PET ou polipropileno, para garantir que as mostras non estean contaminadas antes do transporte.

2. Selección de materiais

As calidades dos diferentes materiais teñen as súas propias características e afectan os datos da proba de xeito diferente:

• botellas de vidroResistente a altas temperaturas, quimicamente inerte, non reacciona facilmente con substancias orgánicas, adaptado á análise orgánica. Non obstante, o peso é grande, é doado de romper, polo que o transporte debe ter coidado.
• Botellas de plástico (polietileno, polipropileno, etc.)Livián, difícil de romper, axeitado para a maioría das análises inorgánicas. Non obstante, algúns plásticos poden adsorber contaminantes orgánicos ou liberar impurezas de fondo, polo que non é axeitado para a análise de trazas orgánicas.

3. Se é necesario o procesamento previo

Os frascos de análise de auga da EPA adoitan precisar ser preenchidos con conservantes ou tratamentos para manter a estabilidade da mostra:

• Entre os conservantes habituais están o HCI, o HNO₃ e o NaOH.
• Pretratamento in situ: pode minimizar os cambios, pero require unha operación estandarizada e certas condicións in situ.
• Pretratamento en laboratorio: operación máis precisa, pero require condicións de almacenamento de mostras máis elevadas e pode introducir cambios durante o transporte.

4. Cor da botella

• botella marrónÚsase para a mostraxe de substancias fotosensibles, como algúns pesticidas, contaminantes orgánicos, etc. Pode bloquear eficazmente os raios ultravioleta e atrasar a degradación da mostra.
• botella transparenteAdecuado para proxectos insensibles á luz, fácil de observar a cor das mostras de auga, a turbidez e outras propiedades físicas, pero non se recomenda para a detección de compostos fotosensibles.

5. Selección de volume

• Debería basearse no método de ensaio. Requisitos do laboratorio e plan de proxecto para seleccionar o volume da botella. As especificacións habituais son 40 ml, 125 ml, 500 ml, etc.
• Algúns proxectos requiren que se deixe unha certa cantidade de "espazo na cabeza de aire" para engadir reactivos ou evitar a conxelación e a expansión; mentres que outros proxectos requiren que non se deixe espazo e que a botella se encha ata a súa capacidade.

Normas e requisitos regulamentarios da EPA

Nas probas da calidade da auga, os recipientes de mostraxe non só forman parte da operación experimental, senón que tamén forman parte importante do estrito control das normas regulamentarias. A EPA (Axencia de Protección Ambiental dos Estados Unidos) emprega varios métodos de proba nos frascos de análise de auga para establecer disposicións claras sobre o tipo de análise da auga, os materiais e a manipulación, co fin de garantir que os datos analíticos sexan científicos, precisos e conformes coa lei.

1. Normas comúns de vixilancia da calidade da auga da EPA e requisitos para as botellas de mostraxe

A continuación móstranse varios métodos de proba representativos da EPA e os seus requisitos específicos para as botellas de mostraxe:

• EPA 524.2 (probas de COV): require o uso de botellas de vidro baleiras sen tapa de 40 ml con xuntas de selado de PTFE/silicona, con ácido clorhídrico engadido á botella como conservante. A botella debe encherse ata o bordo sen burbullas de aire nin ocos para evitar que escapen os COV.
• EPA 200.8 (detección de elementos metálicos por ICP-MS)Recoméndase o uso de botellas de plástico HDPE. É necesario engadir botellas á preacidificación con ácido nítrico para evitar a adsorción por precipitación de metais.
• Serie EPA 300 (análise por cromatografía iónica de anións e catións)Pódense usar botellas de polipropileno ou polietileno sen engadir ácido; é necesario que as botellas estean limpas e libres de ións interferentes relevantes.
• Serie EPA 1600 (probas microbiolóxicas): require botellas de plástico estériles e desbotables, que se usan normalmente para coliformes totais, enterococos e outros indicadores, ás que se pode engadir a cantidade axeitada de tiosulfato de sodio para neutralizar os residuos de cloro.

Cada estándar ten regulacións estritas sobre o tipo de botella, o volume, a temperatura de almacenamento e o tempo de almacenamento, e ignorar calquera destes detalles pode resultar en datos non válidos.

2. Requisitos do sistema de acreditación de laboratorios para os recipientes de mostraxe

Na práctica, moitos laboratorios externos requiren acreditación especializada, como por exemplo:

• NELAC (Conferencia Nacional de Acreditación de Laboratorios Ambientais): require explicitamente que os recipientes de mostraxe, os procedementos de mostraxe e os métodos de conservación cumpran as normas da EPA ou nacionais e que se documente unha cadea completa de mostras.
• ISO/IEC 17025 (Requisitos xerais para a competencia dos laboratorios de ensaio e calibración): fai fincapé na trazabilidade, na xestión estandarizada dos aparellos de mostraxe e nos rexistros do seu uso, e no establecemento de procedementos operativos estándar (SOP) para a selección, limpeza e almacenamento de envases.

Os laboratorios que superaron estas acreditacións deben ter un sistema rigoroso de xestión da recollida de mostras, e a selección e o uso de botellas de mostraxe deben documentarse para auditorías internas ou externas.

3. Implicacións prácticas das operacións de cumprimento normativo

Escoller os frascos de análise de auga estándar da EPA axeitados en estrito cumprimento das normativas non só se trata de cumprir os requisitos do laboratorio ou do programa, senón que tamén está directamente relacionado co seguinte:

• Garantir a validez científica e xurídica dos datos das probasOs métodos de mostraxe e conservación conformes coa lei son a base para que os datos de monitorización sexan recoñecidos polos departamentos gobernamentais, os tribunais ou a sociedade.
• Superar as revisións de proxectos e as auditorías de calidadeEspecialmente nos procesos de avaliación de impacto ambiental, permisos de emisión, aceptación ambiental, etc., o uso estandarizado de botellas de mostraxe pode evitar que sexan devoltas ou reprobadas debido ao incumprimento.
• Evitar o desperdicio de mostras e o risco de recollidaUnha vez que se descobre que unha mostra non é válida, cómpre recollela de novo, o que non só atrasa o progreso, senón que tamén aumenta o custo da man de obra, os materiais e o transporte.

Precaucións na operación de deseño

Mesmo se se seleccionan frascos de análise de auga da EPA que cumpran os estándares da EPA, unha manipulación inadecuada durante a mostraxe, o almacenamento e o transporte pode provocar contaminación, deterioración ou invalidación de datos da mostra. Polo tanto, é importante prestar moita atención a cada detalle para garantir a integridade da mostra e a validez dos resultados da proba.

1. Comprobación do selo da tapa

O selado dos frascos de análise de auga da EPA está directamente relacionado con se a mostra se volatilizará, terá fugas ou reaccionará absorbendo humidade durante a súa vida útil:

• Antes da mostraxe, débese comprobar se a tapa encaixa ben coa boca da botella e se hai algunha deformación, rotura ou envellecemento.
• Para a detección de compostos orgánicos volátiles e outros elementos altamente sensibles, é máis importante usar unha tapa de selado roscada cunha xunta de PTFE/silicona, apertala e logo realizar unha comprobación para garantir que non haxa fugas.
• A tapa debe axustarse inmediatamente despois de completar a mostraxe para evitar unha exposición prolongada.

2. Métodos para evitar a contaminación cruzada

Calquera operación non limpa ten o potencial de introducir interferencias de fondo que poden afectar o nivel de fondo da mostra, especialmente crítico na análise de trazas ou na detección microbiana:

• Use luvas desbotables para cada recollida de mostras e volva colocar o frasco antes de xogar para evitar a contaminación cruzada.
• Empregar instrumentos de mostraxe especializados (por exemplo, varas de mostraxe, bombas de mostraxe, etc.) e límpalos ou substitúeos a fondo entre os puntos de mostraxe.
• Para mostras que requiren pretratamento in situ, use pipetas limpas ou frascos precheos de conservantes para evitar a exposición prolongada ao aire.

3. Requisitos de conservación e transporte de mostras

As mostras de auga son susceptibles de sufrir cambios, degradación ou avarías se non se almacenan ou transportan axeitadamente durante o período que vai desde o momento da recollida ata o momento da análise experimental:

• Temperatura de conservaciónA maioría dos frascos de análise de auga da EPA deben conservarse en condicións refrixeradas a 4 ℃ e adoitan transportarse nunha caixa refrixerada ou nunha bolsa de xeo; as mostras microbiolóxicas deben controlarse estritamente a temperatura e analizarse nun prazo de 6 horas.
• Tempo de conservaciónOs tempos máximos de conservación varían segundo o artigo, por exemplo, 14 días para os COV, 48 horas para os sales nutritivos e ata 6 meses para os metais pesados ​​(en condicións de preacidificación).
• Etiquetado de envasesCada botella de mostra debe estar etiquetada cunha etiqueta con número de desprazamento que indique a hora e o lugar da mostraxe, o nome do elemento e o método de conservación para evitar confusións coa mostra.
• Rexistros de transporteRecoméndase usar a folla de recollida de mostras e oh ah para rexistrar todo o proceso da mostra desde a recollida ata o laboratorio co fin de cumprir as necesidades de control de calidade e auditoría.

Exemplos de conceptos erróneos e erros comúns

No traballo real de monitorización da calidade da auga, debido á falta de coñecemento sobre o uso das especificacións das botellas de mostraxe, adoita haber algúns erros de operación aparentemente menores pero graves que impactan nos resultados. A continuación, enuméranse varios malentendidos típicos e os resultados causados ​​por eles, como referencia e advertencia.

1. Contaminación ou adsorción da mostra debido ao uso do material incorrecto

• Se se empregan botellas de plástico ordinarias para recoller mostras de COV, as botellas de plástico (especialmente as de PVC ou polietileno de baixa calidade) son propensas á adsorción ou permeación de contaminantes orgánicos, o que resulta nunha diminución da concentración obxectivo e nun valor de detección baixo ou mesmo non detectable. Débense usar botellas de vidro reguladas pola EPA con cabezas sen aire, con xuntas de PTFE/silicona no revestimento da tapa para garantir a inercia química e o selado.

2. Descoidar os efectos da fotosensibilidade leva á degradación da mostra

• Se se empregan botellas de vidro transparentes para recoller mostras de residuos de pesticidas e se expoñen á luz solar durante un longo período de tempo despois da mostraxe, certas substancias orgánicas como os pesticidas, os HAP e as substancias nitroaromáticas son extremadamente sensibles á luz e poden descompoñerse e transformarse baixo a luz, o que resulta en resultados distorsionados. No caso dos artigos fotosensibles, débense usar botellas marróns para a mostraxe, e as mostras deben almacenarse rapidamente e protexerse da luz despois da mostraxe, e tamén se debe evitar a luz solar directa durante o transporte.

3. Sen conservantes nin condicións de almacenamento inadecuadas, deterioración da mostra

• Se as mostras de nitróxeno amónico se recolleron sen conservantes e se refrixeraron durante 24 horas antes de envialas para a súa análise. Á temperatura ambiente, os microorganismos metabolizarán rapidamente o nitróxeno amónico na auga ou o transformarán noutras formas, o que provocará un cambio na concentración de nitróxeno amónico e invalidará os resultados da proba. As mostras deben acidificarse engadindo ácido sulfúrico ou ácido clorhídrico inmediatamente despois da recollida para inhibir a actividade microbiana e transportarse en condicións refrixeradas a 4 °C para garantir que se envíen para a súa análise dentro do tempo especificado.

Estes conceptos erróneos comúns lémbrannos que elixir os frascos de análise de auga da EPA axeitados é só o primeiro paso e, o máis importante, a operación estandarizada de todo o proceso e os detalles do control, para garantir que os datos das probas de calidade da auga sexan verdadeiros e fiables, con validez legal e técnica.

Conclusión

Na monitorización da calidade da auga, os frascos de análise de auga da EPA, aínda que son un recipiente pequeno, desempeñan un papel vital en todo o proceso de mostraxe e análise. A selección dos frascos de análise de auga da EPA é esencial para garantir a precisión dos datos, a trazabilidade e o cumprimento da normativa.

Só sobre a base dunha selección razoable de botellas de mostraxe, combinada con procedementos operativos estandarizados (como o uso de conservantes, almacenamento lonxe da luz, transporte refrixerado, etc.), pódense minimizar os cambios na recollida, almacenamento e transporte de mostras, para garantir que os resultados finais da proba sexan verdadeiros, fiables e legalmente válidos.

Ademais, recoméndase que cada unidade organice regularmente formación presencial para os mostradores co fin de mellorar a comprensión e a implementación das normas da EPA e as especificacións de uso de botellas de mostra, co fin de evitar problemas como a reminaxe, a anulación de datos ou o fallo da auditoría debido a erros operativos, mellorando así de forma integral a profesionalidade e a calidade do traballo de monitorización da calidade da auga.