Sissejuhatus

Kuna keskkonnareostus on muutumas üha tõsisemaks probleemiks, on vee kvaliteedi testimisest saanud keskkonnakaitse, rahvatervise kaitse ja tööstusliku reguleerimise lahutamatu osa. Olgu tegemist joogivee testimise, tööstusliku reovee heitvee seire või jõgede ja järvede ökoloogilise hindamisega, on täpsed vee kvaliteedi analüüsi andmed teaduslike otsuste tegemise ja vastavuse haldamise aluseks.

Vee kvaliteedi testimise protsessi esimese sammuna on proovide võtmise täpsus otseselt seotud kogu testimisprotsessi usaldusväärsusega.EPA veeanalüüsi viaalid kui proovide kandmiseks mõeldud mahutid, kuigi väikesed ja lihtsa välimusega, on võtmeteguriks, mis tagab proovide saastumise vältimise, reageerimise vältimise ja stabiilse säilimise.Kui valik ei ole sobiv, ei moonuta see mitte ainult katseandmeid, vaid võib isegi põhjustada korduvat proovivõttu, viivitada töö edenemist ja suurendada kulusid.

EPA veeanalüüsi viaalide määratlus ja klassifikatsioon

EPA veeanalüüsi viaalid on spetsiaalsed proovivõtukonteinerid, mis vastavad EPA proovivõtu- ja analüüsistandarditele ning mida kasutatakse peamiselt veeproovide kogumiseks ja säilitamiseks hilisemaks laborikatsetamiseks. Need viaalid on kohandatud erinevatele katseobjektidele, säilitusnõuetele ja materjali omadustele, et minimeerida saastumist, lagunemist või koostise muutusi transportimise ja ladustamise ajal ning tagada analüütiliste tulemuste täpsus ja reprodutseeritavus.

Erinevate materjalide ja funktsioonide järgi jaotatakse EPA veeanalüüsi viaalid peamiselt järgmistesse kategooriatesse:

1. Klaasviaalid

• Tavaliselt kasutatakse seda orgaaniliste saasteainete kogumiseks, kuna see on inertne, ei adsorbeeri sihtaineid kergesti ja talub kõrgel temperatuuril steriliseerimist. Sageli on see varustatud keeratavate korkide ja PTFE/silikoontihenditega, et parandada tihendust ja keemilist stabiilsust.

2. Polüetüleenpudelid

• See koosneb suure tihedusega polüetüleenist ja madala tihedusega polüetüleenist ning seda kasutatakse tavaliselt viie saasteainetaseme, näiteks metalliioonide, toitainesoolade, anioonide ja katioonide proovide võtmiseks. Need pudelid on löögikindlad ja kerged, mistõttu sobivad need kohapeal kaasaskandmiseks ja suuremahuliseks kasutamiseks.

3. Merevaikpudelid

• Sellel on hea varjutusfunktsioon ja seda kasutatakse spetsiaalselt valgustundlike ainete analüüsimiseks, mis aitab tõhusalt vältida UV-kiirguse põhjustatud keemilisi reaktsioone või lagunemist.

4. Tefloniga vooderdatud pudelid

• Sobib suure täpsusega, jälgedega analüüsiks, näiteks raskmetallide jälgede või tugevalt söövitavate proovide kogumiseks. PTFE-l on suurepärane keemiline vastupidavus ja inerts ning see ei reageeri peaaegu ühegi ainega, kuid on suhteliselt kallis.

Igal EPA veeanalüüsi viaali materjalil on oma spetsiifiline rakendusala. Valik peab põhinema uuritavate ainete olemusel, sihtmärgi füüsikalistel ja keemilistel omadustel ning eeltöötlusel, et see vastaks sobivale pudelitüübile ja eeltöötlustingimustele. Kui konteiner ei ole õigesti valitud, võib see häirida katseandmeid, viia proovi raiskamiseni või isegi vajaduseni uuesti koguda, mõjutades kogu projektiprotsessi.

EPA veeanalüüsi viaalide valimise peamised tegurid

Vee kvaliteedi testimisel on õigete EPA veeanalüüsi viaalide valimine ülioluline täpsete tulemuste tagamiseks.

1. Testiobjekti tüüp

Erinevad testitavad üksused vastavad erinevatele proovivõtunõuetele, seega on EPA veeanalüüsi viaalide valimise esimene samm testitavate üksuste määratlemine:

• Orgaaniliste saasteainete tuvastamineNäiteks lenduvad orgaanilised ühendid, pool-lenduvad orgaanilised ühendid jne peavad kasutama klaaspudeleid. Klaasmaterjal takistab tõhusalt orgaaniliste komponentide adsorptsiooni ja lendumist ning sageli on vaja eelnevalt lisada hapet, et pärssida mikroobide aktiivsust ja vältida sihtmärgi lagunemist.
• Raskmetallide tuvastamineNäiteks plii, elavhõbe, kaadmium ja muud metallide mikroelemendid tuleks isoleerida suure tihedusega polüetüleenpudelitega, kuna need ei sega metalli tausta, ei adsorbeeri metalliioone kergesti ja neil on hea keemiline stabiilsus.
• Mikrobioloogiline testimineNäiteks koliformsete bakterite, kolooniate koguarvu jms määramiseks tuleb proovide transportimise vältimiseks kasutada steriilseid ühekordselt kasutatavaid plastpudeleid, tavaliselt PET- või polüpropüleenpudeleid.

2. Materjali valik

Erinevate materjalide omadustel on oma omadused ja need mõjutavad katseandmeid erinevalt:

• KlaaspudelidKõrge temperatuuritaluvus, keemiliselt inertne, ei reageeri orgaaniliste ainetega kergesti, sobib orgaaniliseks analüüsiks. Kuid kaal on suur, kergesti purunev ja transportimisel tuleb olla ettevaatlik.
• Plastpudelid (polüetüleen, polüpropüleen jne)Kerge, ei purune kergesti, sobib enamiku anorgaaniliste materjalide analüüsiks. Siiski võivad mõned plastid adsorbeerida orgaanilisi saasteaineid või eraldada taustlisandeid, mistõttu ei sobi orgaaniliste materjalide jälgede analüüsiks.

3. Kas eeltöötlus on vajalik

EPA veeanalüüsi viaalid tuleb proovi stabiilsuse säilitamiseks sageli eelnevalt täita säilitusainete või töötlusainetega:

• Levinud säilitusainete hulka kuuluvad HCl, HNO₃ ja NaOH.
• Kohapealne eeltöötlus: võib minimeerida muutusi, kuid nõuab standardiseeritud toimimist ja teatud kohapealseid tingimusi.
• Laboratoorne eeltöötlus: täpsem toiming, kuid nõuab rangemaid proovide säilitamistingimusi ja võib transportimise ajal põhjustada muutusi.

4. Pudeli värv

• Pruun pudel: Kasutatakse valgustundlike ainete, näiteks mõnede pestitsiidide, orgaaniliste saasteainete jms proovide võtmiseks. See blokeerib tõhusalt ultraviolettkiiri ja aeglustab proovi lagunemist.
• Läbipaistev pudelSobib valgustundlike projektide jaoks, veeproovide värvi, hägusust ja muid füüsikalisi omadusi on lihtne jälgida, kuid ei ole soovitatav valgustundlike ühendite tuvastamiseks.

5. Helitugevuse valik

• See peaks põhinema katsemeetodil. Pudeli mahu valimiseks tuleb lähtuda laborinõuetest ja projektiplaanist. Levinud spetsifikatsioonid on 40 ml, 125 ml, 500 ml jne.
• Mõned projektid nõuavad teatud hulga õhupealse ruumi jätmist reagentide lisamiseks või külmumise ja paisumise vältimiseks; samas kui mõned projektid nõuavad, et ruumi ei jäetaks ja pudel täidetaks täielikult.

EPA standardid ja regulatiivsed nõuded

Vee kvaliteedi testimisel ei ole proovivõtukonteinerid mitte ainult osa eksperimentaalsest tegevusest, vaid ka oluline osa regulatiivsete normide rangest kontrollist. EPA (USA Keskkonnakaitseagentuur) on mitmetes veeanalüüsi viaalides katsemeetodites selgelt sätestanud veeanalüüsi tüübi, materjalide ja käitlemise, et tagada analüütiliste andmete teaduslik täpsus ja vastavus õigusaktidele.

1. EPA veekvaliteedi seire üldstandardid ja proovivõtupudelite nõuded

Allpool on toodud mitu tüüpilist EPA testimismeetodit ja nende erinõuded proovivõtupudelitele:

• EPA 524.2 (lenduvate orgaaniliste ühendite testimine)Nõutav on kasutada 40 ml tühje PTFE/silikoontihenditega klaaspudeleid, millele on säilitusainena lisatud vesinikkloriidhapet. Pudel tuleb täita ääreni, ilma õhumullide või tühimiketa, et vältida lenduvate orgaaniliste ühendite lekkimist.
• EPA 200.8 (metallielementide tuvastamine ICP-MS abil)Soovitatav on kasutada HDPE plastpudeleid, pudelid tuleb lisada lämmastikhappe eelhapestamisele, et vältida metallide sadestumise adsorptsiooni.
• EPA 300 seeria (anioonide ja katioonide ioonkromatograafia analüüs)Polüpropüleenist või polüetüleenist pudeleid võib kasutada ilma hapet lisamata, pudelid peavad olema puhtad ja vabad olulistest segavatest ioonidest.
• EPA 1600 seeria (mikrobioloogiline testimine): nõuab steriilseid, ühekordselt kasutatavaid plastpudeleid, mida tavaliselt kasutatakse kolibakterite, enterokokkide ja muude indikaatorite koguhulga määramiseks, pudelisse saab lisada sobiva koguse naatriumtiosulfaati kloorijääkide neutraliseerimiseks.

Igal standardil on pudeli tüübi, mahu, säilitustemperatuuri ja säilitusaja kohta ranged eeskirjad ning nende üksikasjade eiramine võib kaasa tuua vigaseid andmeid.

2. Proovivõtukonteinerite labori akrediteerimissüsteemi nõuded

Praktikas vajavad paljud kolmanda osapoole laborid spetsiaalset akrediteeringut, näiteks:

• NELAC (riiklik keskkonnalaborite akrediteerimiskonverents)nõuab selgesõnaliselt, et proovivõtukonteinerid, proovivõtuprotseduurid ja säilitusmeetodid vastaksid EPA või riiklikele standarditele ning et kogu proovide ahel dokumenteeritaks.
• ISO/IEC 17025 (Katse- ja kalibreerimislaborite pädevuse üldnõuded)rõhutab proovivõtuseadmete jälgitavust, standardiseeritud haldamist ja nende kasutamise dokumenteerimist ning konteinerite valiku, puhastamise ja ladustamise standardsete tööprotseduuride (SOP) kehtestamist.

Need akrediteeringud läbinud laborid peavad omama ranget proovide kogumise juhtimissüsteemi ning proovipudelite valik ja kasutamine tuleb dokumenteerida sise- või välisauditite jaoks.

3. Vastavustoimingute praktiline mõju

Õigete EPA standardile vastavate veeanalüüsi viaalide valimine vastavalt eeskirjadele ei ole seotud ainult labori- või programminõuete täitmisega, vaid on otseselt seotud ka järgmisega:

• Tagada katseandmete teaduslik ja õiguslik kehtivusSeadusandlikult nõutavad proovivõtu- ja säilitamismeetodid on aluseks seireandmete tunnustamisele valitsusasutuste, kohtute või ühiskonna poolt.
• Projektiülevaadete ja kvaliteediauditite läbimineEriti keskkonnamõju hindamise, heitelubade, keskkonnaalase heakskiidu jms protsessides aitab proovivõtupudelite standardiseeritud kasutamine vältida mittevastavuse tõttu tagastamist või uuesti testimist.
• Vältige proovi raiskamist ja uuesti kogumise ohtuKui proov osutub kehtetuks, tuleb see uuesti koguda, mis mitte ainult ei viivita edusamme, vaid suurendab ka tööjõu-, materjali- ja transpordikulusid.

Ettevaatusabinõud projekteerimisel ja kasutamisel

Isegi kui EPA veeanalüüsi viaalid on valitud vastavalt EPA standarditele, võib proovi võtmise, ladustamise ja transportimise ajal ebaõige käsitsemine ikkagi põhjustada proovi saastumist, riknemist või andmete kehtetuks tunnistamist. Seetõttu on oluline pöörata tähelepanu igale detailile, et tagada proovi terviklikkus ja testitulemuste kehtivus.

1. Korgi tihendi kontroll

EPA veeanalüüsi viaalide sulgemine on otseselt seotud sellega, kas proov lendub, lekib või reageerib niiskust imades säilivusaja jooksul:

• Enne proovivõtmist tuleks kontrollida, kas kork sobib tihedalt pudeli suuga ning kas sellel on deformatsioone, purunemisi või vananemist.
• Lenduvate orgaaniliste ühendite ja muude ülitundlike esemete tuvastamiseks on olulisem kasutada keermestatud PTFE/silikoontihendiga korki, see kinni keerata ja seejärel kontrollida lekke puudumist.
• Pikaajalise kokkupuute vältimiseks tuleks kork kohe pärast proovivõtu lõpetamist tihedalt sulgeda.

2. Ristsaastumise vältimise meetodid

Igasugune ebapuhas toiming võib põhjustada taustainterferentsi, mis võib mõjutada proovi taustataset, eriti oluline mikroobide jälgede analüüsimisel või tuvastamisel:

• Kasutage iga proovi võtmise ajal ühekordseid kindaid ja pange pudel enne mängimist tagasi, et vältida ristsaastumist.
• Kasutage spetsiaalseid proovivõtuinstrumente (nt proovivõtuvardad, proovivõtupumbad jne) ja puhastage või vahetage need proovivõtukohtade vahel põhjalikult.
• Proovide puhul, mis vajavad kohapealset eeltöötlust, kasutage pikaajalise õhuga kokkupuute vältimiseks puhtaid pipette või viaale, mis on eelnevalt säilitusainetega täidetud.

3. Proovide säilitamise ja transportimise nõuded

Veeproovid võivad muutuda, laguneda või puruneda, kui neid ei hoita ega transpordita nõuetekohaselt ajavahemikul kogumisest kuni eksperimentaalse analüüsini:

• SäilitustemperatuurEnamikku EPA veeanalüüsi viaale tuleb hoida külmkapis temperatuuril 4 ℃ ja tavaliselt transporditakse neid külmkapis või jääkotis; mikrobioloogilisi proove tuleb rangelt temperatuuri kontrollida ja analüüsida 6 tunni jooksul.
• SäilitusaegErinevatel esemetel on erinevad maksimaalsed säilivusajad, nt lenduvate orgaaniliste ühendite puhul 14 päeva, toitainete soolade puhul 48 tundi ja raskmetallide puhul kuni 6 kuud (eelhapestamise tingimustes).
• Konteinerite märgistamineIga proovipudel tuleb märgistada nihkenumbri sildiga, mis näitab proovi võtmise aega ja kohta, eseme nime ja säilitusmeetodit, et vältida proovi segadust.
• TranspordidokumendidKvaliteedikontrolli ja auditeerimise vajaduste rahuldamiseks on soovitatav kasutada proovi ja oh ah kogumislehte kogu proovivõtuprotsessi registreerimiseks alates kogumisest kuni laborini.

Näited levinud väärarusaamadest ja vigadest

Tegelikus veekvaliteedi seiretöös esineb proovivõtupudelite spetsifikatsioonide mittetundmise tõttu sageli näiliselt väikeseid, kuid tõsiseid töövigu, mis mõjutavad tulemusi. Järgnevalt on loetletud mitu tüüpilist arusaamatust ja nende põhjustatud tulemusi viitamiseks ja hoiatuseks.

1. Proovi saastumine või adsorptsioon vale materjali kasutamise tõttu

• Kui lenduvate orgaaniliste ühendite proovide kogumiseks kasutatakse tavalisi plastpudeleid, siis need plastpudelid (eriti PVC-st või madala kvaliteediga polüetüleenist) kalduvad orgaaniliste saasteainete adsorptsioonile või läbitungimisele, mille tulemuseks on sihtkontsentratsiooni vähenemine ja madal või isegi mitte tuvastatav avastamisväärtus. Kasutada tuleks EPA reguleeritud õhuvabade korkidega klaaspudeleid, mille korgi vooderdises on PTFE/silikoontihendid, et tagada keemiline inerts ja tihendus.

2. Valgustundlikkuse mõjude eiramine viib proovi lagunemiseni

• Kui pestitsiidijääkide proovide kogumiseks kasutatakse läbipaistvaid klaaspudeleid ja need hoitakse pärast proovide võtmist pikka aega päikesevalguse käes, on teatud orgaanilised ained, näiteks pestitsiidid, polütsüklilised aromaatsed süsivesinikud ja nitroaromaatsed ained, valguse suhtes äärmiselt tundlikud ning võivad valguse käes laguneda ja muutuda, mille tulemuseks on moonutatud tulemused. Valgustundlike esemete puhul tuleks proovide võtmiseks kasutada pruune pudeleid ning proove tuleks pärast proovide võtmist kiiresti ja valguse eest kaitstult säilitada, samuti tuleks transportimise ajal vältida otsest päikesevalgust.

3. Säilitusaineid ega sobimatuid säilitustingimusi ei ole, proov halveneb

• Kui ammooniumlämmastiku proovid koguti ilma säilitusaineteta ja hoiti enne testimiseks saatmist 24 tundi külmkapis. Toatemperatuuril metaboliseerivad mikroorganismid vees oleva ammooniumlämmastiku kiiresti või muundavad selle teisteks vormideks, mille tulemuseks on ammooniumlämmastiku kontsentratsiooni muutus ja testi tulemused on kehtetud. Proove tuleks kohe pärast kogumist hapestada väävelhappe või vesinikkloriidhappe lisamisega, et pärssida mikroobide aktiivsust, ja transportida külmkapis temperatuuril 4 °C, et tagada nende saatmine testimiseks ettenähtud aja jooksul.

Need levinud väärarusaamad tuletavad meile meelde, et õigete EPA veeanalüüsi viaalide valimine on vaid esimene samm ja mis veelgi olulisem, kogu protsessi standardiseeritud toimimine ja juhtimise üksikasjad, et tagada veekvaliteedi testimise andmete tõesus ja usaldusväärsus ning õiguslik ja tehniline kehtivus.

Kokkuvõte

Vee kvaliteedi jälgimisel mängivad EPA veeanalüüsi viaalid, kuigi tegemist on vaid väikese mahutiga, olulist rolli kogu proovivõtu- ja analüüsiprotsessis. EPA veeanalüüsi viaalide valimine on oluline andmete täpsuse, jälgitavuse ja regulatiivse vastavuse tagamiseks.

Ainult proovivõtupudelite mõistliku valiku ja standardiseeritud tööprotseduuride (nt säilitusainete kasutamine, valguse eest kaitstult hoidmine, külmkapis transportimine jne) abil saab minimeerida muutusi proovide kogumisel, säilitamisel ja transportimisel, et tagada lõplike testitulemuste tõesus, usaldusväärsus ja õiguslik kehtivus.

Lisaks on soovitatav, et iga üksus korraldaks proovivõtjatele regulaarselt silmakoolitust, et parandada EPA standardite ja proovipudelite kasutusspetsifikatsioonide mõistmist ja rakendamist, et vältida selliseid probleeme nagu uuesti kaevandamine, andmete tühistamine või auditi ebaõnnestumine tegevusvigade tõttu, parandades seeläbi igakülgselt veekvaliteedi seire töö professionaalsust ja kvaliteeti.