Vzorkování pro analýzu životního prostředí 12/14. RNDr. Petr Kohout doc.ing. Josef Janků CSc.

Transkript

1 Vzorkování pro analýzu životního prostředí 12/14 RNDr. Petr Kohout doc.ing. Josef Janků CSc. Letní semestr 2014

2 Vzorkování pro analýzu životního prostředí - N Úvod do problematiky vzorkování 2. Faktory ovlivňující jakost programu zkoušení volba schématu vzorkování, zabezpečení jakosti vzorkovacích a analytických prací 3. Postup při přípravě programu zkoušení a při zpracování plánu vzorkování, dokumentace vzorkovacích prací 4. Bezpečnost práce při odběrech vzorků 5. Vzorkování pevných a plastických materiálů I základní principy vzorkování pevných a plastických materiálů 6. Vzorkování pevných a plastických materiálů II specifika vzorkování zemin, sypkých materiálů, sedimentů a kalů 7. Vzorkování kapalných materiálů I základní principy vzorkování kapalných materiálů, specifikace vzorkování povrchových vod 8. Vzorkování kapalných materiálů II specifikace vzorkování podzemní vody, odpadní vody 9. Vzorkování půdního vzduchu 10. Vzorkování odpadů (souhrn) 11. Úpravy vzorků v terénu (pevné, kapalné vzorky) 12. Balení, konzervace, skladování, doprava a předání vzorku do laboratoře (pevné, kapalné vzorky) 13. Validace vzorkovací a analytické metody (řízení jakosti vzorkovacích a analytických prací) 14. Vyhodnocení výsledků případové studie - závěrečné zprávy (zkouška)

3 Vzorkování pro analýzu životního prostředí - N Balení, konzervace, skladování, doprava a předání vzorku do laboratoře (pevné, kapalné vzorky)

4 Terminologie balení (packaging) vložení vzorku do vhodné vzorkovnice pro přepravu a/nebo skladování konzervace (preservation) jakákoliv metoda použitá pro stabilizaci vzorku takovým způsobem, že vlastnosti, které mají být předmětem zkoušení zůstanou stálé od odběru vzorku do přípravy k analýze

5 Terminologie skladování (storage) postup a výsledek uchování vzorku za předem určených podmínek po určitou specifikovanou dobu mezi odběrem vzorku a dalším nakládáním se vzorkem [ISO ] doprava (transport) přeprava vzorku z lokality, kde se vzorkovalo, na místo dalšího nakládání se vzorkem (např. laboratoř, banka půdních vzorků a pod.) [ISO ]

6 Normy rozdělení podle matric voda pitná, povrchová, podzemní, odpadní odpady lze uplatnit pro zeminy

7 Voda

8 Odpady

9 Odpady

10 Metodický pokyn MŽP pro vzorkování odpadů C1256D3D006B1934.nsf/$pid/MZPJMFOKWRKV/$FILE/MP%20pro%20vzorkov%C3%A1n%C3%AD%20odpad%C5%AF,%20%C3%BAnor% pdf

11 Uchování vzorků a manipulace se vzorkem Vždy se doporučuje požadavky na zajištění vzorků po odběru konzultovat s laboratoří, která bude vzorky zpracovávat. Jedná se zejména o: dobu laboratorního zpracování vzorku po odběru způsoby stabilizace vzorků do doby laboratorního zpracování

12 Všeobecná doporučení vzorek musí být uložen v suché vzorkovnici, vzorky chránit před světlem a teplem, vzorky je třeba při přepravě zajistit před nežádoucím pohybem, rozbitím a možností ztrát obsahu (vhodné ukládat vzorkovnice do uzavíratelných schrán, dvojitých pytlů apod.), čas mezi odběrem a analýzou je nutno minimalizovat. Maximálně přípustný čas mezi odběrem vzorků a analýzou je diktován stabilitou vyšetřovaných ukazatelů a dále podmínkami zabezpečení jakosti vzorků,

13 Voda (ČSN EN ISO ) Konzervace Mezi odběrem vzorků a jeho rozborem probíhá ve vzorku celá řada fyzikálních, chemických a biologických reakcí, které mohou měnit jakost odebraného vzorku (ČSN EN ISO ) Chemické a biologické složení vzorku, Teplota, Osvětlení, Materiál vzorkovnic Biologická aktivita organismů ve vzorku Oxidace rozpuštěným kyslíkem ve vzorku (např. Fe(II), sulfidy) Vysrážení některých látek ze vzorku (např. CaCO 3, kovy a jejich sloučeniny (např. Al(OH 3 apod.), Sorpce na povrchu vzorkovnic, nebo na nerozpuštěných látkách ve vzorku Změna ph, rozpuštěný kyslík, koncentrace rozpuštěného CO 2 v důsledku absorpce CO 2 ze vzduchu

14 Voda Konzervace Změny mohou být velmi rychlé a v krátkém čase zásadním způsobem mohou změnit jakost vzorku Je nutné ale volit metody, které nezpůsobí nežádoucí kontaminaci vzorku Pitné, podzemní a povrchové vody méně náchylné ke změnám než vody odpadní

15 Voda Konzervace - etapy Výběr vzorkovnic Příprava vzorkovnic Plnění vzorkovnic Metody konzervace Chlazení nebo zmrazování vzorků Filtrace nebo odstřeďování vzorků Přidávání konzervačního činidla Extrakce na místě odběru

16 Voda Výběr vzorkovnic přehled požadavků Minimalizace znečištění vzorku materiálem vzorkovnice nebo uzávěrů (např. vyluhováním anorganických látek ze skla sodné sklo, organických látek a kovů z plastů) Možnost dodatečného vyčištění a ošetření stěn vzorkovnice ke snížení povrchového znečištění stopovými složkami (kovy, radionuklidy) Chemická a biologická stabilita materiálu vzorkovnic nebo uzávěru (minimalizace reakcí se vzorkem) Riziko změn koncentrací stanovovaných složek adsorpcí nebo absorpcí (stopové koncentrace kovů, detergenty, pesticidy, fosforečnany apod.) Dále: Odolnost vůči teplotním výkyvům, proti rozbití, snadnost uzavření a otevření, velikost tvar, hmotnost, náklady na pořízení apod.

17 Vzorkovnice

18 Voda Příprava vzorkovnic Všechny přípravné postupy by měly být validovány, aby se zabránilo vzniku rušivých vlivů Analýza by měla zahrnovat minimálně: Slepá stanovení Vzorky obsahující známé koncentrace stanovované složky Doporučuje se používat vzorkovnice na jedno použití POZOR na znečištění vzorkovnic z dopravy, výroby apod.

19 Voda Plnění vzorkovnic Vzorky na stanovení fyzikálně-chemických ukazatelů jakosti se plní zcela bez vzduchové kapsy (omezí se tak interakce s plynnou fází) Vzorky na mikrobiologická stanovení se obvykle neplní zcela Vzorky, které budou zamraženy, se rovněž neplní po okraj

20 Voda Chlazení vzorků Vhodné podmínky pro transport ochlazení prostředí uchování vzorku na teplotu 1-4 C, prostředí bez přítomnosti světla Chlazení nelze uplatňovat pro dlouhodobé uchování vzorku Zmrazování vzorků Vhodné pro delší přechovávání vzorku

21 Voda Filtrace Pozor na ovlivnění jakosti vzorku: Filtr může být zdrojem sekundárního znečištění vzorku Přidávání konzervačního činidla Předem do vzorkovnice před odběrem (příprava v laboratoři) Po odběru Nelze uplatňovat pro: VOC, Vzorky na stanovení buněčných organizmů, bakterií pikoplanktonní sinice apod. POZOR na sekundární znečištění vzorku Slepá stanovení

22 Voda Příklady konzervačních činidel Pevné látky Thiosíran sodný pentahydrát, Na 2 S 2 O 3.5H 2 O Kyselina askorbová, C 6 H 8 O 6 Hydroxid sodný, NaOH Dichroman draselný, K 2 Cr 2 O 7 Síran měďnatý, CuSO 4 Tetraboritan sodný dekahydrát, Na 2 B 4 O 7.10H 2 O Hexamethylentetramin (hexamin, urotropin), C 6 H 12 N 4

23 Voda Příklady konzervačních činidel Roztoky Octan zinečnatý (roztok 0,10 g/ml), C 4 H 6 O 4 Zn Kyselina trihydrogenfosforečná (roztok 1,7g/ml), H 3 PO 4 Kyselina chlorovodíková (roztok 1,16 g/ml), HCl Kyselina dusičná, (1,42 g/ml) HNO 3 Kyselina sírová (8 mol/l), H 2 SO 4 Hydroxid sodný (0,40 g/ml) NaOH Methanal (formaldehyd, formalin), roztok (37%), CH 2 O Disodná sůl kyseliny ethylendiamintetraoctové (EDTA) roztok 0,025g/ml C 10 H 14 N 2 Na 2 O 8.2H 2 O Ethanol, roztok 96%

24 Voda Obecně vhodné způsoby konzervace vzorků Fyzikální a chemický rozbor tabulka 1 (ČSN EN ISO ) Způsoby konzervace vzorků při větším počtu složek tabulka 2 (ČSN EN ISO )

25 Odpady (TNI CEN/TR ) Konzervace chemická stabilizace není při vzorkování odpadů obvyklá: Důvody: obvykle je vzorek použit na analýzu více parametrů. Chemická stabilizace vzorku by mohla způsobit poškozeni vzorku pro jiné stanovení (není univerzální fixační činidlo) fixační činidlo může ovlivnit vyluhovatelnost odpadu metody nechemické fixace: chlazení, zmrazení (např. při použití kapalného dusíku, resp. v mrazícím zařízení apod.), přeprava a uchování vzorku v inertní atmosféře

26 TĚKAVÉ SLOŽKY SEMITĚKAVÉ SLOŽKY NETĚKAVÉ ANORGANICKÉ SLOŽKY REDUKOVANÉ NEBO RYCHLE SE OXIDUJÍCÍ ODPADY Skladování bez přístupu vzduchu + 5) Skladování ve tmě skladování při teplotách < 4 ± 2 o C Dusíková atmosféra Zmražení Sušení ) - Chemická konzervace + 6) + 6) - - Maximální doba skladování 1) < ) < 7 3) 1) Když je skladováno s vhodnou konzervační metodou 2) Žádná maximální doba, když je usušen před skladováním 3) Maximální doba skladování závisí na sti vzorkovnice, ale nejdéle 7 dní 4) Je nutné jen při dlouhodobém skladování (>> 7 dní) 5) Pokud je ponechán dostatečný volný prostor ve vzorkovnici 6) Přídavkem správného rozpouštědla v analytické kvalitě

27 ANALÝZA VZORKOVNI CE KONZERVACE SKLADOVACÍ PODMÍNKY DOBA SKLADOVÁNÍ Acidita PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 14 dní Alkalita PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 14 dní ph Vzorkovací Vlhký, nepoškozený stanoveno v terénu žádné zařízení ph (s korekcí na PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 24 hodin teplotu) Vodivost PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 24 hodin Sušina Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 1 měsíc Anionty (např. PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 28 dní SO 2-4 ) Dusičnany PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 2 dny Dusitany PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, co nejméně Sírany PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, co nejméně Fosforečnany Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 1 měsíc Orthofosfáty Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 2 dny Kyanidy PE Mražení < - 20 o C, tma, 1 měsíc Kovy PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 8 dnů PE/Sklo Mražení < - 20 o C, tma, 6 měsíců PE/Sklo Suchý 60 o C normální teplota, 6 měsíců tma, Chrom 6+ PE/Sklo Mražení < - 20 o C, tma, 2 dny MEZINÁRODN NORMA

28 ANALÝZA VZORKOVNI CE KONZERVACE SKLADOVACÍ PODMÍNKY Rtuť Sklo/PTFE Chlazení 2 až 5 o C, tma, Mražení < - 20 o C, tma, Celkový organický Sklo/PTFE Chlazení 2 až 5 o C, tma, uhlík Sklo/PTFE Mražení < - 20 o C, tma, Semitěkavé a Sklo/PTFE Chlazení 2 až 5 o C, tma, těkavé organické látky (PCB, PAU, pesticidy) Sklo/PTFE Mražení < - 20 o C, tma, Sklo + Chlazení 2 až 5 o C, tma, aluminová folie Sklo + aluminiová folie Mražení < - 20 o C, tma, Minerální olej Sklo/PTFE Chlazení 2 až 5 o C, tma, Těkavé organické chlazení + methanol 2 až 5 o C, tma, látky, jak byly obdrženy Sklo s kovovými uzávěry/ptf E DOBA SKLADOVÁNÍ 8 dnů 1 měsíc 1 měsíc 6 měsíců 1 měsíc 6 měsíců 1 měsíc 6 měsíců 1 měsíc co nejméně MEZINÁRODN NORMA Mražení < - 20 o C, tma, 1 měsíc Testy ekotoxicity PE/Sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 14 dnů ISO Bakteriologické Sterilní sklo Chlazení 2 až 5 o C, tma, 6 hodin testy Mikrobiální aktivita Sterilní sklo Žádná žádná žádná

29 Používejte jasně čitelné, jednoznačné a nedvojsmyslné kódy pro každou vzorkovnici tak, že: je napíšete přímo na vzorkovnici permanentním značkovačem; je napíšete na lepící štítek a přilepíte ho na vzorkovnici Štítek připevněte na tělo vzorkovnice. Pokud je štítek upevněn na víčko či uzávěr vzorkovnice, připevněte stejný štítek i na samotnou vzorkovnici

30 Vybírejte štítky takové kvality, že jsou schopné pevně držet na vzorkovnici za jakýchkoli skladovacích podmínek a jakoukoliv dobu. Když existuje možnost, že by se štítek odlepil, například v důsledku kondenzace způsobené zchladnutím, umístěte vzorkovnici do plastikového sáčku a pevně uzavřete. Na štítek napište všechny informace nezbytné pro jednoznačnou identifikaci vzorku.

31 Musí se používat nesmazatelný inkoust a štítky označovat krátce a stručně, aby se zabránilo chybám při přepisování čísel. Pokud je to možné, je použití předtištěných štítků a čárkových kódů výhodou. Laboratorní vzorky zasílané nebo dopravované třetí stranou a záložní laboratorní vzorky musí být uzavřeny takovým způsobem, že jejich celistvost je zabezpečena. Pečetění vzorků se doporučuje, pokud vzorky jsou odebírány pro(potenciální) rozhodčí zkoumání. Každá třetí strana musí být upozorněna na nebezpečné látky.