进行生物及化学环境试验时对样品的采集和保存有什么要求

生物及化学环境试验的结果直接依赖样品的代表性与稳定性，而采集和保存是确保样品“保真”的核心环节——若采样偏离实际环境特征，或保存不当导致目标物分解、污染，即使后续试验再精准，数据也会失去参考价值。因此，生物及化学样品的采集与保存需严格遵循科学规范，每一步操作都要为“数据可靠性”服务。

样品采集前的准备工作

采样前的准备是避免失误的关键。首先要收集环境背景资料：比如检测农田土壤重金属，需了解土壤类型（红壤或黑土）、耕作历史（是否使用过含重金属的化肥）、周边污染源（如工厂距离）；若检测水体微生物，则要查水体流速、水温、近期是否有污水排放。这些信息能帮采样人员确定布点位置与采样深度，确保样品贴合试验目的。

器材准备需“适配”样品类型：微生物样品要用无菌棉拭子、带密封盖的无菌试管，且容器需经121℃高压灭菌20分钟；化学样品中的重金属检测，需用硝酸浸泡过的聚乙烯瓶（玻璃容器会释放硅干扰结果）；采集挥发性有机物（VOCs）则要用棕色玻璃瓶（避免光解）。所有器材使用前需用待采样品冲洗3次，防止残留污染。

人员培训不能少：采集微生物样品时，人员要掌握“无菌操作”——戴无菌手套，用75%乙醇消毒采样工具；采集化学样品中的有机磷农药，需戴防毒面具和耐有机溶剂手套，避免皮肤接触。培训还要强调“细节”：比如采样工具不能接触非采样区域（如采集植物叶片时，不能碰到底部的老叶），防止交叉污染。

样品采集的基本原则

代表性是采样的核心。比如检测城市空气质量，需用“网格布点法”——将区域分成1km×1km的网格，每个网格中心设采样点，确保覆盖工业区、居民区、公园等不同功能区；若检测河流污染物，要在上下游各设点，同时取表层（0-50cm）、中层（50-100cm）、底层（100cm以下）水样，避免“以点代面”。

及时性决定样品活性。比如采集植物叶片中的叶绿素，要在上午9-11点（叶绿素含量最高）；检测水体中的氨氮，要避开雨天（雨水会稀释污染物）；微生物样品需在采样后2小时内送检，否则杂菌会繁殖，影响目标菌的检测结果。

避免污染是底线。比如采集化学样品中的铅，不能用含铅的塑料容器；采集微生物样品时，不能让采样工具碰到手或桌面；若同时采集多个样品，需先采“清洁区”再采“污染区”，防止高浓度样品污染低浓度样品。

完整性靠“记录”保障。采样时要同步记录：时间（如2024年5月10日10:00）、地点（XX河流XX桥段）、环境参数（水温25℃、pH7.2）、采样方法（如土壤采集深度0-20cm）。这些记录是后续数据分析的“背景锚点”，若缺失会导致数据无法解读。

生物样品采集的特殊要求

微生物样品需“无菌到底”：采集物体表面的细菌，用无菌棉拭子蘸取无菌生理盐水，均匀擦拭10cm×10cm的区域，然后将棉拭子放入含中和剂的试管（中和表面消毒剂残留）；采集水体中的菌落总数，要用无菌采样瓶取100mL水样，采样后立即密封，避免杂菌进入。

植物样品要“选对器官”：采集叶片需取成熟的功能叶（不是新叶或老叶），用清水冲洗掉表面灰尘（避免土壤中的污染物干扰），然后用滤纸吸干；采集根样品时，要带少量根际土，但需尽快用去离子水冲洗（防止土壤中的酶分解根组织）；若检测植物中的重金属，要避免采集病虫害叶片（病变组织会改变元素含量）。

动物样品需“快速处理”：采集血液样品时，要加入EDTA抗凝剂（每1mL血液加1mg EDTA），避免凝血；采集肝脏组织时，要快速用液氮冷冻（-196℃），防止组织自溶（酶会分解蛋白质，破坏样品结构）；若采集鱼类样品，要取背部肌肉（避开内脏，因为内脏含更多污染物），并去除鳞片和骨。

化学样品采集的特殊要求

水体样品要“分层采集”：比如检测河流中的镉，需用采水器取表层（0-50cm）、中层（50-100cm）、底层（100cm以下）水样，每个层次取500mL，混合后用“四分法”缩分至200mL；采集时要避免搅动底泥（底泥中的镉会重新释放到水中，导致结果偏高）；若目标物是苯系物（挥发性有机物），要用棕色玻璃瓶，采样前用待采水样冲洗3次，然后装满瓶子（不留顶空），防止苯系物挥发。

土壤样品要“控制深度”：农田土壤采样深度为0-20cm（耕作层），果园土壤为0-30cm（根系分布层）；每个采样点取1kg土壤，混合后用“四分法”缩分（将土壤堆成圆锥，分成四份，取对角两份，重复至500g），去除石块、草根和昆虫尸体；若检测土壤中的有机氯农药，要用不锈钢铲（不能用铁铲，铁会与农药反应）。

大气样品要“控制流量”：采集PM2.5时，用滤膜采样器，流量设置为16.7L/min，采样时间4小时（确保滤膜收集足够的颗粒物）；采集挥发性有机物（VOCs）时，用活性炭管，流量0.5L/min，采样时间1小时，避免活性炭饱和（饱和后无法吸附更多VOCs）。

样品保存的通用条件

温度是保存的“核心变量”。大多数样品需冷藏（4℃）：比如微生物样品、新鲜植物叶片、血液样品；易分解的样品需冷冻（-20℃）：比如动物组织、土壤中的有机污染物；更敏感的样品需超低温（-80℃）：比如植物的RNA样品（防止RNA酶降解）。

避光能防止“光解”。比如维生素C、叶绿素、某些农药（如马拉硫磷）对光敏感，需用棕色容器或铝箔包裹；采集后的水样若要检测硝酸盐，需放在暗箱中保存，否则硝酸盐会被光分解为亚硝酸盐，导致结果偏低。

密封避免“挥发或吸湿”。比如有机溶剂样品（如正己烷萃取液）要用螺口瓶密封，防止挥发；土壤样品要用聚乙烯袋扎紧，避免吸湿（土壤潮湿会导致微生物繁殖，改变有机物含量）；挥发性有机物（VOCs）样品需用带聚四氟乙烯垫的瓶盖，防止漏气。

防交叉污染要“分开保存”。不同样品需用不同容器，且贴清晰标签（样品名称、编号、采样日期）；比如微生物样品和化学样品不能放在同一个冰箱，防止化学物质污染微生物；重金属样品和有机样品要分开，避免重金属吸附有机物。

生物样品的特殊保存方法

微生物样品需“尽快送检”：若无法立即检测，需冷藏（4℃）保存，但不能超过24小时；如需长期保存，要用“甘油管”——将微生物接种到含15%甘油的培养基中，冷冻（-80℃）保存，甘油能防止细胞结冰破裂。

植物样品需“速冻锁鲜”：采集后的叶片立即用液氮速冻10分钟（让细胞内的水快速结冰，避免形成冰晶破坏细胞结构），然后转入-80℃超低温冰箱；若没有液氮，可用干冰（-78.5℃）替代，但保存时间不能超过48小时（干冰会升华，温度逐渐升高）。

动物样品需“分离组分”：血液样品采集后，要在3000rpm离心10分钟，分离血清（上层清液）和血细胞，然后将血清装入冻存管，冷冻（-20℃）保存；肝脏组织样品需切成1cm×1cm的小块，用铝箔包裹，放入液氮中保存，避免组织自溶。

化学样品的特殊保存方法

金属离子样品需“酸化固定”：比如检测水样中的铅、镉，需用硝酸酸化至pH<2（每100mL水样加1mL浓硝酸），防止金属离子沉淀（pH升高会导致铅生成氢氧化铅沉淀）；酸化后的样品需冷藏（4℃），保存时间不超过7天。

有机污染物样品需“萃取保存”：比如土壤中的多环芳烃（PAHs），采集后用正己烷萃取，将萃取液装入棕色玻璃瓶，冷藏（4℃）保存，避免PAHs挥发或光解；若检测水体中的有机磷农药，需用二氯甲烷萃取，萃取液用无水硫酸钠干燥（去除水分），然后密封保存。

挥发性有机物（VOCs）需“抑制挥发”：采集后的水样加入适量氯化钠（每100mL水样加20g氯化钠），氯化钠能降低VOCs在水中的溶解度，抑制挥发；然后用带聚四氟乙烯垫的瓶盖密封，冷藏（4℃）保存，24小时内检测（超过时间VOCs会大量挥发，结果偏低）。

样品运输中的注意事项

温度保持是运输的“关键”。冷藏样品需用冰袋（0-4℃），冷冻样品需用干冰（-78.5℃）；运输时要监控温度——比如用温度记录仪，每30分钟记录一次，确保温度在要求范围内；若运输时间超过2小时，干冰的量要足够（每千克样品用500g干冰）。

包装防护要“防破损”。玻璃容器需用泡沫垫包裹，避免碰撞破裂；聚乙烯袋需用密封盒装好，防止泄漏；采样记录要放在防水袋中，避免潮湿损坏。

标识清晰能“避免混淆”。每个样品容器外贴标签，注明：样品名称（如“XX河流表层水样”）、采样日期（2024-05-10）、检测项目（如“苯系物”）、保存条件（4℃冷藏）；运输箱外也要贴“易碎”“冷藏”“生物危险”等标识，提醒运输人员注意。

生物及化学环境试验的结果可靠性，从根本上依赖样品的“真实性”——既要有代表环境本底的“代表性”，也要有保持原始状态的“稳定性”。而样品采集与保存作为试验的第一步，直接决定了后续数据能否反映实际环境状况。无论是微生物、植物等生物样品，还是水体、土壤等化学样品，都需要严格遵循规范操作，才能避免“假阳性”或“假阴性”结果。

样品采集前的准备工作

采样前的准备是“防错”的基础。首先要收集环境背景资料：比如检测某农田土壤的重金属，需先了解土壤类型（红壤或潮土）、耕作历史（是否长期施用含镉磷肥）、周边污染源（如化工厂距离）；若检测河流的微生物群落，则要查水温、流速、近期是否有污水排入。这些信息能帮采样人员确定布点位置（如重金属易积累在耕作层0-20cm），避免“盲目采样”。

器材准备需“适配”样品类型：微生物样品要用无菌棉拭子、带密封盖的无菌试管（需121℃高压灭菌20分钟）；化学样品中的重金属检测，需用硝酸浸泡过的聚乙烯瓶（玻璃容器会释放硅干扰结果）；采集挥发性有机物（VOCs）则要用棕色玻璃瓶（避免光解）。所有器材使用前需用待采样品冲洗3次，防止残留污染——比如采集苯系物水样时，若瓶子没冲洗，瓶壁的吸附会让结果偏低。

人员培训要“练到细节”：采集微生物样品时，需戴无菌手套，用75%乙醇消毒采样工具；采集有机磷农药样品时，要戴防毒面具和耐有机溶剂手套（避免皮肤吸收农药）。培训还要强调“顺序”：比如同时采清洁区和污染区样品，需先采清洁区，再采污染区，防止高浓度样品污染低浓度样品。

样品采集的基本原则

代表性是采样的“灵魂”。比如检测城市空气质量，需用“网格布点法”——将区域分成1km×1km网格，每个网格中心设点，覆盖工业区、居民区、公园；若检测河流污染物，要在上下游各设点，同时取表层（0-50cm）、中层（50-100cm）、底层（100cm以下）水样，混合后缩分，避免“以点代面”。

及时性决定“活性保留”。比如采集植物叶绿素样品，要在上午9-11点（叶绿素含量最高）；检测水体氨氮，要避开雨天（雨水会稀释污染物）；微生物样品需在采样后2小时内送检，否则杂菌繁殖会掩盖目标菌。

避免污染是“底线”。比如采集铅样品，不能用含铅的塑料容器；采集微生物时，采样工具不能碰手或桌面；若用同一把铲子采不同土壤，需用去离子水冲洗3次，防止交叉污染。

完整性靠“记录”：采样时要写“采样日志”，包括时间（2024-05-10 10:00）、地点（XX河XX桥段）、环境参数（水温25℃、pH7.2）、采样方法（土壤采0-20cm）。这些记录是后续数据分析的“钥匙”——若数据异常，可回溯采样条件找原因。

生物样品采集的特殊要求

微生物样品需“无菌操作”：采集物体表面细菌时，用无菌棉拭子蘸生理盐水，擦拭10cm×10cm区域，然后将棉拭子放入含中和剂的试管（中和表面消毒剂）；采集水体菌落总数，要用无菌瓶取100mL水样，密封后避免摇晃（防止杂菌进入）。

植物样品要“选对器官”：采集叶片需取成熟功能叶（不是新叶或老叶），用清水冲掉灰尘（避免土壤污染），滤纸吸干；采集根样品时，带少量根际土但尽快冲洗（防止土壤酶分解根组织）；检测重金属时，避开病虫害叶（病变组织会改变元素含量）。

动物样品需“快速处理”：采血液要加EDTA抗凝（1mL血加1mg EDTA），避免凝血；采肝脏组织要立即液氮冷冻（-196℃），防止自溶（酶会分解蛋白质）；采鱼类样品取背部肌肉（避开内脏，内脏污染物更多），去鳞片和骨。

化学样品采集的特殊要求

水体样品要“分层”：检测河流镉时，用采水器取表层、中层、底层水样，混合后缩分至200mL；采集苯系物要用棕色瓶，装满不留顶空（防止挥发）；避免搅动底泥（底泥镉会释放，导致结果偏高）。

土壤样品要“控深”：农田采0-20cm（耕作层），果园采0-30cm（根系层）；每个点取1kg土，混合后四分法缩分至500g，去石块、草根；检测有机氯农药要用不锈钢铲（铁铲会与农药反应）。

大气样品要“控流量”：采PM2.5用滤膜采样器，流量16.7L/min，采4小时（确保滤膜收集足够颗粒物）；采VOCs用活性炭管，流量0.5L/min，采1小时（避免活性炭饱和）。

样品保存的通用条件

温度是“核心变量”：多数样品冷藏（4℃）——微生物、新鲜叶片、血液；易分解的冷冻（-20℃）——动物组织、土壤有机物；敏感样品超低温（-80℃）——植物RNA（防RNA酶降解）。

避光防“光解”：维生素C、叶绿素、马拉硫磷对光敏感，需棕色瓶或铝箔包裹；检测硝酸盐的水样要放暗箱，否则硝酸盐会分解为亚硝酸盐，结果偏低。

密封防“挥发/吸湿”：有机溶剂用螺口瓶密封（防挥发）；土壤用聚乙烯袋扎紧（防吸湿，潮湿会让微生物繁殖）；VOCs用聚四氟乙烯垫瓶盖（防漏气）。

防交叉污染要“分开”：微生物与化学样品不同冰箱，重金属与有机样品分开，标签写清名称、编号、日期——避免拿错样品。

生物样品的特殊保存方法

微生物样品：无法立即检测则冷藏（4℃）不超过24小时；长期保存用甘油管（