生物及化学环境试验中样品采集与前处理的规范要求

生物及化学环境试验的核心是准确反映环境介质的污染物水平或生物响应，而样品采集与前处理作为“第一步”，直接决定后续结果的可靠性。若采集不规范，会引入污染或代表性不足；前处理不当，则导致目标物损失或干扰残留，影响结论科学性。因此，严格遵循规范是数据“真实、准确、可比”的基础。

样品采集的前期准备规范

采样前需制定方案，明确目的（如污染调查）、介质（水/土壤/生物）及目标物（如重金属/VOCs），例如流域调查用“断面布点法”在源头、排污口设点。

采样工具材质要适配：有机样品用硼硅酸盐玻璃或PTFE容器，避免塑料增塑剂干扰；重金属用不锈钢铲，禁用普通铁铲防Fe/Mn污染。

仪器需校准：便携式pH计用标准缓冲液校验，流量计校量程，确保采样体积准确。

人员要培训：掌握采样流程、防护（如VOCs采样戴防毒面具）及应急处理（如试剂泄漏中和）。

不同环境介质的采样操作规范

水样品：表层水取0.5米以下，深层水用分层采样器按0.5m/1m深度采集；流量稳定用瞬时样，变化大则时间混合样，采集上覆水避免搅动沉积物。

土壤样品：耕作层采0-20cm，背景值监测分层取0-20cm/20-40cm；蛇形法采5-10个子样，四分法缩至500g，去除石块/植物残体。

生物样品：植物采功能叶（如小麦旗叶），洗净泥沙；鱼类取背部肌肉，避开内脏（富集污染物）；微生物用无菌棉签/采样管，采后冰运。

VOCs土壤样品用气密采样器，采后立即密封，防止挥发性有机物挥发损失。

样品保存与运输的规范要求

有机污染物样品加固定剂（如盐酸调pH<2）、4℃冷藏；重金属水样用硝酸酸化至pH<2，防止金属离子沉淀。

微生物样品保持0-4℃，避免高温导致菌体死亡；易挥发样（如VOCs/硫化物）4小时内送实验室，常规样不超24小时。

液体样品用泡沫箱防震，固体样品密封于聚乙烯袋防 moisture交换；VOCs用棕色气密瓶，放射性样品用铅罐包装并标警示。

随样附“采样记录单”，记时间、地点、介质、目标物、保存条件，确保过程可追溯。

样品前处理的基本原则与通用操作

前处理需适配分析方法：GC分析有机污染物用萃取+浓缩，ICP-MS分析重金属用酸消解（将固体转液态）。

浓缩环节控损失：液液萃取后的有机相用旋转蒸发仪浓缩，温度低于目标物沸点（如多环芳烃<40℃）；固相萃取用氮气吹干，流速1-2ml/min防飞溅。

去除干扰物：含腐殖酸的土壤用硫酸铝絮凝沉淀，取上清液；含脂肪的生物样用乙腈-正己烷分配，脂肪进正己烷相，目标物留乙腈相。

浓缩后用少量溶剂（如1ml正己烷）定容，确保浓度满足仪器检出限（ng/mL级）。

生物样品前处理的特殊规范

植物样品先60℃烘箱干燥48小时，粉碎过100目筛，保证均匀性；动物肌肉用匀浆机打匀，去除筋膜/骨头，避免影响消解效率。

高蛋白质生物样（如鱼类肌肉）消解前需预氧化：加硝酸静置过夜，让蛋白质充分分解，防止消解时泡沫溢出。

土壤微生物样用无菌生理盐水按1:10稀释，振荡30分钟后3000rpm离心10分钟，取上清液用于DNA提取；植物表面微生物用无菌棉签蘸生理盐水擦拭，将棉签放入无菌管振荡。

微生物前处理需在超净工作台进行，用无菌耗材，避免杂菌污染影响菌群分析。

前处理过程的污染控制规范

容器清洁要针对性：重金属分析的玻璃器皿用10%硝酸浸泡24小时，去离子水冲3次；有机分析的容器用重铬酸钾洗液去除有机物，再用甲醇冲洗、氮气吹干。

试剂纯度需达标：酸消解用优级纯硝酸/高氯酸，有机萃取用色谱纯溶剂；固体试剂（如硅胶）需马弗炉500℃灼烧4小时去有机杂质，并用空白试验验证纯度（取溶剂按流程分析，确认无目标物）。

操作环境要分隔：有机与重金属前处理区域分开，避免交叉污染；先处理低浓度样品，再处理高浓度，处理后用去离子水/溶剂清洁台面、工具。

通风要良好：有机样品处理在通风橱中操作，避免挥发性有机物扩散；重金属处理戴手套，防止皮肤接触酸液。

前处理与采集的质量控制要求

加标回收试验验证准确性：在样品中加目标物标准液（加标量为样品浓度0.5-2倍），按流程分析，有机回收率需70%-120%，重金属80%-110%，超出范围需重查消解/萃取步骤。

全程序空白试验查污染：取空白容器加去离子水/干净土壤，按“采样-运输-前处理-分析”流程操作，若空白值超方法检出限1/3，需排查容器、试剂或环境污染。

平行样保证重复性：每批样品（≤20个）做2-3个平行样，计算相对偏差（RSD），有机分析RSD≤10%，重金属≤5%，偏差大则重新采样/前处理。

详细记录参数：如消解的温度/时间/加酸量、萃取的溶剂/体积/振摇时间，确保试验过程可追溯，便于问题排查。