EPA3550 Ръководство за ултразвукова екстракция
Ултразвуковата екстракция е екологичен, щадящ околната среда метод на екстракция, който може да се прилага както за малки лабораторни проби, така и за екстракция на ценни съединения в търговски производствен мащаб. Държавната агенция за опазване на околната среда на САЩ (EPA) препоръчва разнообразни методики за аналитична химия и характерни изпитвания, вземане на проби от околната среда и мониторинг, както и осигуряване на качеството, въведени в подкрепа на Закона за опазване и възстановяване на ресурсите (RCRA). За екстракцията с помощта на ултразвук EPA публикува следното ръководство:
МЕТОД 3550С – ултразвукова екстракция
1. Обхват и приложение
В допълнение, методите SW-846, с изключение на необходимото използване на метода за анализ на дефинирани от метода параметри, са предназначени да бъдат ориентировъчни методи, които съдържат обща информация за това как да се извърши аналитична процедура или техника, която лабораторията може да използва като основна отправна точка за генериране на своя собствена подробна стандартна оперативна процедура (SOP), или за собствена обща употреба, или за конкретно приложение по проект. Данните за ефективността, включени в този метод, са само за ориентировъчни цели и не са предназначени и не трябва да се използват като абсолютни критерии за приемане на КК за целите на лабораторната акредитация.
1.1 Този метод описва процедура за извличане на нелетливи и полулетливи органични съединения от твърди вещества като почви, утайки и отпадъци. Ултразвуковият процес осигурява интимен контакт на матрицата на пробата с екстракционния разтворител.
1.2 Този метод е разделен на две процедури, базирани на очакваната концентрация на органични съединения. Процедурата с ниска концентрация (раздел 11.3) е за отделни органични компоненти, които се очакват при по-малко или равно на 20 mg/kg, и използва по-големия размер на пробата и три серийни екстракции (по-ниските концентрации са по-трудни за извличане). Процедурата за средна/висока концентрация (раздел 11.4) е за отделни органични компоненти, които се очакват при повече от 20 mg/kg, и използва по-малката проба и единична екстракция.
1.3 Силно се препоръчва екстрактите да бъдат подложени на някаква форма на почистване (напр. с помощта на метод от серия 3600) преди анализа.
1.4 От решаващо значение е методът (включително инструкциите на производителя) да се спазва изрично, за да се постигне максимална ефективност на екстракцията. Вижте раздел 11.0 за обсъждане на критичните аспекти на процедурата за екстракция. Консултирайте се с инструкциите на производителя относно конкретни работни настройки.
1.5 Този метод описва най-малко три системи за екстракционни разтворители, които могат да се използват за различни групи аналити (вж. раздел 7.4). Могат да се използват и други системи с разтворители, при условие че може да се докаже адекватна производителност за аналитите, които представляват интерес. Изборът на екстракционен разтворител ще зависи от аналитите, които представляват интерес, и нито един разтворител не е универсално приложим за всички групи аналити. В резултат на опасения относно ефективността на ултразвуковата екстракция, особено при концентрации, близки или под около 10 μg/kg, е наложително анализаторът да демонстрира ефективността на специфичната система от разтворители и условията на работа за аналитите, които представляват интерес, и концентрациите, представляващи интерес. Тази демонстрация се прилага за всяка използвана система с разтворители, включително тези, които са изрично изброени в този метод. Най-малкото, такава демонстрация ще включва първоначалната демонстрация на уменията, описана в метод 3500, като се използва чиста референтна матрица. Метод 8000 описва процедури, които могат да се използват за разработване на критерии за ефективност за такива демонстрации, както и за резултати от матрични пикове и лабораторни контролни проби.
1.6 EPA отбелязва, че има ограничени публикувани данни за ефективността на ултразвуковата екстракция по отношение на фосфорорганичните пестициди при ниски концентрации на милиард (ppb) и по-ниски. В резултат на това използването на този метод по-специално за тези съединения следва да бъде подкрепено от данни за експлоатационните характеристики, като тези, разгледани по-горе и в метод 3500.
1.7 Преди да използват този метод, анализаторите се съветват да се консултират с базовия метод за всеки тип процедура, която може да бъде използвана в цялостния анализ (напр. методи 3500, 3600, 5000 и 8000) за допълнителна информация относно процедурите за контрол на качеството, разработването на критерии за приемане на КК, изчисленията и общите насоки. Анализаторите следва също така да се консултират с декларацията за отказ от отговорност в началото на ръководството и информацията във втора глава за насоки относно планираната гъвкавост при избора на методи, апаратура, материали, реактиви и консумативи, както и относно отговорностите на анализатора за доказване, че използваните техники са подходящи за анализаторите, представляващи интерес, в матрицата на интереса, и на равнищата на безпокойство.
Освен това анализаторите и потребителите на данни се съветват, че освен когато това е изрично посочено в регламент, използването на методи SW-846 не е задължително в отговор на федералните изисквания за тестване. Информацията, съдържаща се в този метод, се предоставя от EPA като насоки, които да се използват от анализатора и регулираната общност при вземането на преценки, необходими за генериране на резултати, които отговарят на целите за качество на данните за планираното приложение.
1.8 Използването на този метод е ограничено до използване от или под наблюдението на подходящо опитни и обучени анализатори. Всеки анализатор трябва да демонстрира способността да генерира приемливи резултати с този метод. Както беше отбелязано по-горе, тези демонстрации са специфични за аналитите, представляващи интерес, и използваната система от разтворители, както и за процедурите за проби с ниска и средна/висока концентрация.
Соникатор с няколко проби “ФлаконВисокоговорител за високи честоти” за едновременна подготовка на проби от множество запечатани флакони и епруветки
2. Обобщение на метода
2.1 Процедура за ниска концентрация — Пробата се смесва с безводен натриев сулфат, за да се образува свободно течащ прах. Сместа се екстрахира с разтворител три пъти, като се използва ултразвукова екстракция. Екстрактът се отделя от пробата чрез вакуумна филтрация или центрофугиране. Екстрактът е готов за окончателно концентриране, почистване и/или анализ.
2.2 Процедура за средна / висока концентрация — Пробата се смесва с безводен натриев сулфат, за да се образува свободно течащ прах. Това се извлича с разтворител веднъж, като се използва ултразвукова екстракция. Част от екстракта се събира за почистване и/или анализ.
3. Дефиниции
Вижте глава първа и инструкциите на производителя за определения, които могат да бъдат от значение за този метод.
4. Смущения
4.1 Разтворители, реактиви, стъклени съдове и друг хардуер за обработка на проби могат да доведат до артефакти и/или смущения при анализа на пробата. Всички тези материали трябва да бъдат доказани като свободни от смущения при условията на анализа чрез анализ на заготовките на метода.
Може да е необходим специфичен подбор на реагенти и пречистване на разтворители чрез дестилация в изцяло стъклени системи. Вижте всеки метод, който ще се използва за конкретни насоки относно процедурите за контрол на качеството, и глава четвърта за общи насоки относно почистването на стъклени съдове.
4.2 Интерференциите обикновено са специфични за аналитите, които представляват интерес. Ето защо се обърнете към метод 3500 и подходящите методи за определяне за конкретни насоки относно смущенията при извличане.
5. Безопасност
Този метод не решава всички проблеми с безопасността, свързани с използването му. Лабораторията отговаря за поддържането на безопасна работна среда и актуално досие за осведоменост за разпоредбите на OSHA относно безопасното боравене с химикалите, изброени в този метод. Справочен файл с информационни листове за безопасност на материалите (MSDS) следва да бъде на разположение на целия персонал, участващ в тези анализи.
6. Оборудване и консумативи
Споменаването на търговски наименования или търговски продукти в това ръководство е само с илюстративна цел и не представлява одобрение на EPA или изключителна препоръка за употреба. Продуктите и настройките на инструментите, посочени в методите SW-846, представляват тези продукти и настройки, използвани по време на разработването на метода или впоследствие оценени от Агенцията. Могат да се използват стъклени съдове, реактиви, консумативи, оборудване и настройки, различни от изброените в това ръководство, при условие че е демонстрирана и документирана производителността на метода, подходяща за предвиденото приложение.
В този раздел не са изброени обичайни лабораторни стъклени съдове (напр. чаши и колби).
6.2 Ултразвукова подготовка – Трябва да се използва устройство тип рог, оборудвано с титаниев връх, или устройство, което ще даде подходяща производителност. (напр. UP200Ht или UP200St)
6.2.1 Ултразвуков разрушител — Разрушителят трябва да има минимална мощностtage от 300 вата, с възможност за пулсиране. Препоръчва се устройство, предназначено за намаляване на кавитационния звук. Следвайте инструкциите на производителя за подготовка на разрушителя за извличане на проби с ниски/средни/високи концентрации. (напр. UP400S)
6.2.2 Използвайте 3/4-инчов рог за процедурата по метода с ниска концентрация и 1/8-инчов конусен микронакрайник, прикрепен към 1/2-инчов рог за процедурата по метода на средна/висока концентрация.
6.3 Кутия за защита на звука – За да се избегне увреждане на слуха, се препоръчва използването на предпазител за звук (напр. кутия за звукозащита SPB-L). По този начин кавитационният шум на процеса на ултразвук може да бъде намален значително.
Допълнително оборудване
6.4.1 Сушилня — Способен да поддържа 105 градуса по С.
6.4.2 Дезикатор.
6.4.3 Тигели — Порцелан или алуминий за еднократна употреба.
6.5 Пастьорови пипети — 1 мл, стъкло, за еднократна употреба.
6.7 Вакуумен апарат или апарат за филтриране под налягане
6.7.1 Фуния на Бюхнер
6.7.2 Филтърна хартия
6.8 Кудерна-датски апарат (K-D)
6.8.1 Тръба за концентратор — 10 мл, завършил. За предотвратяване на изпаряването на екстрактите се използва запушалка от смляно стъкло.
6.8.2 Колба за изпаряване — 500 мл. Прикрепете колбата към тръбата на концентратора с пружини, скоби или еквивалент.
6.8.3 Колона на Снайдер — Макрос с три топки.
6.8.4 Колона на Снайдер — Микро с две топки.
6.8.5 Пружини — 1/2 инча.
6.9 Система за възстановяване на пари от разтворител.
ЗАБЕЛЕЖКА: Тези стъклени съдове се препоръчват за целите на оползотворяването на разтворителя по време на процедурите за концентрация, изискващи използването на изпарителни концентратори Kuderna-Dan. Включването на този апарат може да се изисква от федерални, щатски или местни общински разпоредби, които регулират емисиите във въздуха на летливи органични вещества. EPA препоръчва включването на този тип рекултивационна система като метод за прилагане на програма за намаляване на емисиите. Оползотворяването на разтворители е средство за спазване на инициативите за минимизиране на отпадъците и предотвратяване на замърсяването.
6.10 Кипящ чипс — Екстрахиран с разтворител, приблизително 10/40 меша (силициев карбид или еквивалент).
6.11 Водна баня — Отопляем, с концентричен пръстеновиден капак, способен да контролира температурата до ± 5 градуса. Ваната трябва да се използва в качулка.
6.12 Баланс — Горно зареждане, способно да претегля точно до 0,01 g.
6.13 Флакони — 2-mL, за GC autosampler, оборудван с покрити с политетрафлуоретилен (PTFE) винтови капачки или кримпващи върхове.
6.14 Стъклени сцинтилационни флакони — 20-ml, оборудван с винтови капачки с PTFE.
6.15 Шпатула — Неръждаема стомана или PTFE.
6.16 Колона за сушене — 20-мм хроматографска колона от боросиликатно стъкло ID със стъклена вата в долната част.
ЗАБЕЛЕЖКА: Колоните с фритирани стъклени дискове са трудни за обеззаразяване, след като са били използвани за сушене на силно замърсени екстракти. Могат да се закупят колони без фрити.
Използвайте малка подложка от стъклена вата, за да задържите адсорбента. Предварително се измива подложката от стъклена вата с 50 ml ацетон, последвано от 50 ml от елуиращия разтворител, преди да се опакова колоната с адсорбент.
6.17 Апарат за изпаряване на азот (по избор) — N-евап, 12- или 24-позиционен (органомационен модел 112 или еквивалентен).
7. Реактиви и стандарти
7.2 Вода без реагент без органични вещества. Всички препратки към водата в този метод се отнасят за вода без органичен реагент, както е определено в глава първа.
7.3 Натриев сулфат (гранулиран, безводен), Na2SO4. Пречистете чрез нагряване при 400 °C за 4 часа в плитка тава или чрез предварително почистване на натриевия сулфат с метиленхлорид. Ако натриевият сулфат е предварително почистен с метиленхлорид, трябва да се анализира методна заготовка, показваща, че няма смущения от натриевия сулфат.
7.4 Екстракционни разтворители
Пробите следва да бъдат извлечени с помощта на система от разтворители, която осигурява оптимално, възпроизводимо възстановяване на аналитите, представляващи интерес, от матрицата на пробата при концентрациите, които представляват значение. Изборът на екстракционен разтворител ще зависи от аналитите, които представляват интерес, и нито един разтворител не е универсално приложим за всички групи аналити. Каквато и платежоспособна система да се използва, включително тези, които са изрично изброени в този метод, анализаторът трябва да докаже адекватно представяне на анализаторите, които представляват интерес, на нивата на интерес. Най-малкото, такава демонстрация ще включва първоначалната демонстрация на уменията, описана в метод 3500, като се използва чиста референтна матрица. Метод 8000 описва процедури, които могат да се използват за разработване на критерии за ефективност за такива демонстрации, както и за резултати от матрични пикове и лабораторни контролни проби.
Много от системите с разтворители, описани по-долу, включват комбинация от смесващ се с вода разтворител, като ацетон, и разтворител, който не се смесва с вода, като метиленхлорид или хексан. Целта на смесващия се с вода разтворител е да улесни извличането на мокри твърди вещества, като позволи на смесения разтворител да проникне във водния слой на повърхността на твърдите частици. Разтворителят, който не се смесва с вода, извлича органични съединения със сходни полярности. По този начин неполярен разтворител като хексан често се използва за неполярни аналити като PCB, докато полярен разтворител като метиленхлорид може да се използва за полярни аналити. Полярността на ацетона може също да помогне за извличане на полярни аналити в смесени разтворителни системи.
Таблица 1 предоставя примерни данни за възстановяване на избрани полулетливи органични съединения, извлечени от NIST SRM с помощта на различни системи за екстракционни разтворители. Следващите раздели дават насоки за избора на разтворители за различни класове аналити.
Всички разтворители трябва да са с пестицидно качество или еквивалентни. Разтворителите могат да бъдат дегазирани преди употреба.
7.4.1 Полулетливите органични вещества могат да бъдат извлечени с ацетон/хексан (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) или ацетон/метиленхлорид (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Хлорорганичните пестициди могат да бъдат извлечени с ацетон/хексан (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) или ацетон/метиленхлорид (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 ПХБ могат да бъдат екстрахирани с ацетон/хексан (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), ацетон/метиленхлорид (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) или хексан (C6H14).
7.4.4 Могат да се използват и други системи с разтворители, при условие че анализаторът може да докаже адекватна ефективност на аналитите, представляващи интерес, при концентрациите, представляващи интерес в матрицата на пробата (вж. метод 3500).
7.5 Обменни разтворители — При използването на някои определящи методи екстракционният разтворител ще трябва да бъде заменен с разтворител, съвместим с инструментите, използвани в този определящ метод. Обърнете се към определящия метод, който да се използва за избор на подходящия обменен разтворител. Всички разтворители трябва да са с пестицидно качество или еквивалентни. Примери за обменни разтворители са дадени по-долу.
7.5.1 Хексан, C6H14
7.5.2 2-пропанол, (CH3)2CHOH
7.5.3 Циклохексан, C6H12
7.5.4 Ацетонитрил, CH3CN
7.5.5 Метанол, CH3OH
Звукозащитната кутия SPB-L значително намалява кавитационния шум от ултразвука.
8. Събиране, съхранение и съхранение на проби
8.1 Виж уводния материал към четвърта глава, “Органични аналити” Метод 3500 и специфичните методи за определяне, които трябва да се използват.
8.2 Твърдите проби, които трябва да бъдат извлечени чрез тази процедура, трябва да се събират и съхраняват като всички други твърди проби, съдържащи полулетливи органични вещества.
9. Контрол на качеството
9.2 Първоначална демонстрация на умения
Всяка лаборатория трябва да демонстрира първоначални умения с всяка комбинация от методи за подготовка на проби и определящ метод, която използва, като генерира данни с приемлива точност и прецизност за целеви аналити в чиста матрица. Лабораторията трябва също така да повтаря демонстрацията на умения, когато се обучават нови членове на персонала или се правят значителни промени в инструментите. Вижте Метод 8000 за информация как да постигнете демонстрация на умения.
9.3 Първоначално, преди обработката на пробите, анализаторът трябва да докаже, че всички части на оборудването в контакт с пробата и реагентите са без смущения. Това се постига чрез анализ на празно място на метода. Като непрекъсната проверка, всеки път, когато пробите се извличат, почистват и анализират и когато има промяна в реагентите, трябва да се извлече и анализира методна заготовка за съединенията, представляващи интерес, като предпазна мярка срещу хронично лабораторно замърсяване.
9.4 Всички заготовки по метода, матрични проби с шипове или репликирани проби трябва да бъдат подложени на същите аналитични процедури (раздел 11.0) като тези, използвани за действителните проби.
9.5 С този метод следва да се използват стандартни практики за осигуряване на качеството, включени в подходящи документи за систематично планиране и лабораторни СОП. Всички условия на работа на инструмента трябва да бъдат записани.
9.6 Вижте също метод 3500 за процедури за контрол на качеството на екстракция и подготовка на проби и определящите методи, които трябва да се използват за определящи процедури за контрол на качеството.
9.7 Когато са изброени в съответния метод за определяне, заместващите стандарти трябва да се добавят към всички проби преди екстракцията. Вижте Методи 3500 и 8000 и подходящите методи за определяне за повече информация.
9.8 Както беше отбелязано по-горе, използването на всяка техника за екстракция, включително ултразвукова екстракция, следва да бъде подкрепено от данни, които показват ефективността на специфичната система с разтворители и условията на работа на аналитите, представляващи интерес, на нивата от интерес в матрицата на пробата.
10. Калибриране и стандартизация
Няма стъпки за калибриране или стандартизация, пряко свързани с тази процедура за извличане на пробата.
11. Производство
Както е отбелязано в раздел 1.4, ултразвуковата екстракция може да не е толкова строг метод, колкото другите методи за извличане на почви/твърди вещества. Поради това е изключително важно този метод да се спазва изрично (включително инструкциите на производителя), за да се постигне максимална ефективност на екстракцията. Най-малкото, за успешно използване на тази техника:
11.1 Работа с проби
11.1.2 Проби от отпадъци — Пробите, състоящи се от няколко фази, трябва да бъдат подготвени преди екстракцията чрез процедурата за разделяне на фазите, описана във втора глава. Тази процедура за екстракция е само за твърди вещества.
11.1.3 Сухи проби от отпадъци, подлежащи на смилане — Отпадъците се смилат или разделят по друг начин, така че да преминат през сито от 1 мм или да могат да бъдат екструдирани през отвор от 1 мм. В апарата за смилане се въвежда достатъчно проба, за да се получи най-малко 10 g след смилане.
ВНИМАНИЕ: Сушенето и смилането трябва да се извършват в качулка, за да се избегне замърсяване на лабораторията.
11.1.4 Лепкави, влакнести или мазни материали, които не подлежат на смилане — Нарежете, настържете или намалете по друг начин размера на тези материали, за да позволите смесване и максимално излагане на повърхностите на пробата за екстракцията.
11.2 Определяне на процента сухо тегло — Когато резултатите от пробата трябва да се изчисляват на базата на сухо тегло, отделна част от пробата следва да се претегли едновременно с частта, използвана за аналитично определяне.
ВНИМАНИЕ: Сушилнята трябва да се съдържа в аспиратор или вентилирана. Значително лабораторно замърсяване може да бъде резултат от силно замърсена проба от опасни отпадъци.
Веднага след претегляне на аликвотната част на пробата, която трябва да бъде извлечена, се претеглят допълнителни 5- до 10 g аликвотна част от пробата в тарен тигел. Изсушете тази аликвотна зона за една нощ при 105 градуса по Целзий. Оставете да се охлади в десикатор преди претегляне.
Изчислете процента сухо тегло, както следва:
% сухо тегло = (g суха проба/g проба) x 100
Тази изсушена в фурна аликвотна част не се използва за екстракция и трябва да се изхвърли по подходящ начин, след като се определи сухото тегло.
11.3 Процедура за екстракция с ниска концентрация
Тази процедура се прилага за твърди проби, за които се очаква да съдържат по-малко или равно на 20 mg/kg органични анализи.
Стъпки преди ултразвук
11.3.1 Следните стъпки трябва да се извършат бързо, за да се избегне загубата на по-летливите екстрактируеми вещества.
11.3.1.1 Претеглят се приблизително 30 g проба в чаша с вместимост 400 ml. Запишете теглото с точност до 0,1 g.
11.3.1.2 За пробата от всяка партида, избрана за пикиране, се добавят 1,0 ml от разтвора за спайкове на матрицата. Консултирайте се с метод 3500 за насоки относно подходящия избор на матрични съединения и концентрации. Също така вижте бележката в раздел 11.3.
11.3.1.3 Добавят се 1,0 ml от сурогатния стандартен разтвор към всички проби, проби с шипове, проби за контрол на качеството и заготовки. Консултирайте се с метод 3500 за насоки относно подходящия избор на сурогатни съединения и концентрации. Също така вижте бележката в раздел 11.3.
11.3.1.4 Ако трябва да се използва почистване с гел проникване (вж. метод 3640), анализаторът трябва или да добави два пъти обема на сурогатния разтвор за спайкове (и матричен разтвор, когато е приложимо), или да концентрира крайния екстракт до половината от нормалния обем, за да компенсира половината от екстракта, който се губи поради натоварването на колоната GPC. Също така вижте бележката в раздел 11.3.
11.3.1.5 Непорести или мокри проби (гумени или глинести), които нямат свободно течаща пясъчна текстура, трябва да се смесват с 60 g безводен натриев сулфат с помощта на шпатула. Ако е необходимо, може да се добави още натриев сулфат. След добавяне на натриев сулфат пробата трябва да е свободно течаща. Също така вижте бележката в раздел 11.3.
11.3.1.6 Незабавно се добавят 100 ml от екстракционния разтворител или смес от разтворители (вж. раздел 7.4 и таблица 2 за информация относно избора на разтворители).
11.3.2 Поставете долната повърхност на върха на 3/4-инчовия рупор на разрушителя на около 1/2 инча под повърхността на разтворителя, но над седиментния слой.
ЗАБЕЛЕЖКА: Уверете се, че ултразвуковият клаксон / сонотрод е правилно монтиран в съответствие с инструкциите на производителя.
11.3.3 Извлечете пробата ултразвуково за 3 минути, като изходният контрол се настройва на 100% (пълна мощност) или при препоръчаната от производителя настройка на мощността, режимът се включва импулс (импулсна енергия, а не непрекъсната енергия) и процентът на работния цикъл е зададен на 50% (енергия на 50% от времето и изключване на 50% от времето). Не използвайте сондата с микронакрайник.
11.3.4 Екстрактът се декантира и се филтрира през филтърна хартия (напр. Whatman No 41 или еквивалент) във фуния на Buchner, която е прикрепена към чиста 500-ml филтрираща колба. Алтернативно, декантирайте екстракта в бутилка с центрофуга и центрофугата на ниска скорост, за да отстраните частиците.
11.3.5 Повторете екстракцията още два пъти с две допълнителни порции от 100 ml чист разтворител. Декантирайте разтворителя след всяка ултразвукова екстракция. След окончателната ултразвукова екстракция изсипете цялата проба във фунията на Buchner, изплакнете чашата с екстракционен разтворител и добавете изплакването във фунията.
Стъпки след ултразвука
11.3.6 Ако е необходимо, екстрактът се концентрира преди анализа, като се следва процедурата в раздел 11.5. В противен случай продължете към раздел 11.7.
UP200St с микронакрайник за ултразвук на пробата
11.4 Процедура за екстракция със средна / висока концентрация
Тази процедура се прилага за твърди проби, които се очаква да съдържат повече от 20 mg/kg органични аналити.
Стъпки преди ултразвук
11.4.2 За пробата от всяка партида, избрана за зарязване, се добавят 1,0 ml от разтвора за зарязване на матрицата. Консултирайте се с метод 3500 за насоки относно подходящия избор на матрични съединения и концентрации. Също така вижте бележката в раздел 11.3.
11.4.3 Добавяне на 1,0 ml сурогатен разтвор към всички проби, проби с шипове, проби за контрол на качеството и заготовки. Консултирайте се с метод 3500 за насоки относно подходящия избор на матрични съединения и концентрации. Също така вижте бележката в раздел 11.3.
11.4.4 Ако трябва да се използва почистване с проникване на гел (вж. метод 3640), анализаторът трябва или да добави два пъти обема на сурогатния разтвор (и матричен разтвор, когато е приложимо), или да концентрира крайния екстракт до половината от нормалния обем, за да компенсира половината от екстракта, който се губи поради натоварването на колоната GPC.
11.4.5 Непорьозни или мокри проби (гумени или глинести), които нямат свободно течаща пясъчна текстура, трябва да се смесват с 2 g безводен натриев сулфат с помощта на шпатула. Ако е необходимо, може да се добави още натриев сулфат. След добавяне на натриев сулфат пробата трябва да е свободно течаща (вж. бележката в раздел 11.3).
11.4.6 Незабавно се добавя необходимият обем разтворител, за да се доведе крайният обем до 10,0 ml, като се има предвид добавеният обем на сурогатните заместници и матричните пикове (вж. раздел 7.4 и таблица 2 за информация относно избора на разтворители).
11.4.7 Извадете пробата с ултразвукова сонда с 1/8-инчов конусен микровръх за 2 минути при настройка за управление на изхода 5 и с включен импулс и процент работен цикъл при 50%.
11.4.8 Свободно опаковайте пипета Пастьор за еднократна употреба с 2 до 3 см стъклена вата. Филтрирайте екстракта от пробата през стъклената вата и съберете екстракта в подходящ контейнер. Всичките 10 ml екстракционен разтворител не могат да бъдат извлечени от пробата. Поради това анализаторът трябва да събере обем, подходящ за чувствителността на определящия метод, който ще се използва. Например, за методи, при които екстрактът не се нуждае от по-нататъшно концентриране (напр. метод 8081 обикновено използва краен обем на екстракта от 10 ml), екстрактът може да се събира в сцинтилационен флакон или друг запечатващ се контейнер. За екстракти, които ще се нуждаят от допълнителна концентрация, препоръчително е да се събере стандартен обем за всички такива проби, за да се опрости изчисляването на крайните резултати от пробата. Например, съберете 5,0 ml екстракт в чиста тръба на концентратора. Този обем представлява точно половината от общия обем на оригиналния екстракт от пробата. Ако е необходимо, вземете предвид “загуба” на половината от екстракта при изчисленията на крайната проба, или концентрирайте крайния екстракт до половината от номиналния краен обем (напр. 0,5 ml срещу 1,0 ml), за да компенсира загубата.
11.4.9 Ако е необходимо, концентрирайте екстракта преди анализа, като следвате процедурата в раздел 11.5 или раздел 11.6. В противен случай продължете към раздел 11.7.
Техники за концентрация
Когато е необходимо, за да се изпълнят критериите за чувствителност, екстрактите от проби от процедурата за екстракция с ниска концентрация или със средна/висока концентрация могат да бъдат концентрирани до крайния обем, необходим за определящия метод и специфичното приложение, като се използва техниката K-D или изпаряването на азота.
11.5.1 Сглобете концентратор Kuderna-Danish (K-D), като прикрепите 10-ml кондензаторна тръба към колба за изпаряване с подходящ размер.
11.5.2 Екстрактът се изсушава, като се прекарва през изсушаваща колона, съдържаща около 10 g безводен натриев сулфат. Съберете изсушения екстракт в концентратора K-D.
11.5.3 Събирателната епруветка и изсушилната колона се изплакват в колбата K-D с допълнителна порция разтворител от 20 ml, за да се постигне количествено прехвърляне.
11.5.4 Добавете един или два чисти врящи стърготини към колбата и прикрепете колона на Снайдер с три топки. Прикрепете стъклените съдове за възстановяване на парите на разтворителя (кондензатор и устройство за събиране, вижте раздел 6.9) към колоната на Снайдер на апарата K-D, като следвате инструкциите на производителя. Предварително намокрете колоната на Снайдер, като добавите около 1 ml метиленхлорид (или друг подходящ разтворител) в горната част на колоната. Поставете апарата K-D на баня с гореща вода (15 – 20 EC над точката на кипене на разтворителя), така че тръбата на концентратора да е частично потопена в горещата вода и цялата долна закръглена повърхност на колбата да се къпе с гореща пара. Регулирайте вертикалното положение на апарата и температурата на водата, ако е необходимо, за да завършите концентрацията в 10 – 20 мин. При правилната скорост на дестилация топките на колоната ще бърборят активно, но камерите няма да се наводнят. Когато видимият обем на течността достигне 1 ml, извадете апарата K-D от водната баня и го оставете да се отцеди и охлади за поне 10 минути.
ВНИМАНИЕ: Не оставяйте екстракта да изсъхне, тъй като това ще доведе до тежка загуба на някои аналити. Органофосфорните пестициди са особено податливи на такива загуби.
11.5.4.1 Ако е необходима смяна на разтворител (както е посочено в таблица 2 или подходящия определящ метод), за момент се отстранява колоната на Снайдер, добавят се 50 ml от обменния разтворител и нов кипящ чип.
11.5.4.2 Поставете отново колоната на Снайдер. Концентрирайте екстракта, като повишите температурата на водната баня, ако е необходимо, за да поддържате правилна скорост на дестилация.
11.5.5 Отстранете колоната на Снайдер. Изплакнете колбата K-D и долните съединения на колоната на Snyder в тръбата на концентратора с 1 – 2 ml разтворител. Екстрактът може да се концентрира допълнително чрез използване на една от техниките, описани в раздел 11.6, или да се коригира до краен обем 5.0 – 10,0 ml с подходящ разтворител (вж. таблица 2 или подходящия определящ метод). Ако има серни кристали, продължете към метод 3660 за почистване.
11.6 Ако е необходимо допълнително концентриране, се използва или техниката на колоната на микроСнайдер (вж. раздел 11.6.1), или техниката на изпаряване на азота (вж. раздел 11.6.2).
11.6.1 Техника на колона на Micro-Snyder
11.6.1.1 Добавете пресен чист врящ чип към тръбата на концентратора и прикрепете колона с две топки микро-Снайдер директно към тръбата на концентратора. Прикрепете стъклените съдове за възстановяване на пари от разтворител (кондензатор и устройство за събиране) към колоната на микро-Снайдер на апарата K-D, като следвате инструкциите на производителя. Предварително намокрете колоната на Снайдер, като добавите 0,5 ml метиленхлорид или обменния разтворител в горната част на колоната. Поставете апарата за микроконцентрация в баня с гореща вода, така че тръбата на концентратора да е частично потопена в горещата вода. Регулирайте вертикалното положение на апарата и температурата на водата, ако е необходимо, за да завършите концентрацията за 5 – 10 мин. При правилната скорост на дестилация топките на колоната ще тракат активно, но камерите няма да се наводнят.
11.6.1.2 Когато видимият обем на течността достигне 0,5 ml, апаратът се изважда от водната баня и се оставя да се отцеди и да се охлади за поне 10 минути. Отстранете колоната на Снайдер и изплакнете долните й фуги в тръбата на концентратора с 0,2 ml разтворител. Регулирайте крайния обем на извличане на 1.0 – 2,0 мл.
ВНИМАНИЕ: Не оставяйте екстракта да изсъхне, тъй като това ще доведе до тежка загуба на някои аналити. Органофосфорните пестициди са особено податливи на такива загуби.
11.6.2 Техника на изпаряване на азота
11.6.2.1 Тръбата на концентратора се поставя в топла вана (30 °C) и обемът на разтворителя се изпарява до 0,5 ml с помощта на нежна струя чист, сух азот (филтриран през колона от активен въглен).
ВНИМАНИЕ: Не трябва да се използват нови пластмасови тръби между въглеродния капан и пробата, тъй като това може да доведе до фталатни смущения.
11.6.2.2 По време на концентрацията вътрешната стена на тръбата на концентратора се изплаква няколко пъти с разтворител. По време на изпаряване поставете тръбата на концентратора, за да избегнете кондензация на вода в екстракта. При нормални процедури екстрактът не трябва да се оставя да изсъхне.
ВНИМАНИЕ: Не оставяйте екстракта да изсъхне, тъй като това ще доведе до тежка загуба на някои аналити. Органофосфорните пестициди са особено податливи на такива загуби.
11.7 Екстрактът вече може да бъде подложен на процедури за почистване или анализиран за целевите аналити, като се използва подходящата(ите) определяща техника(и). Ако по-нататъшната обработка на екстракта няма да се извърши веднага, запушете тръбата на концентратора и я съхранявайте в хладилник. Ако екстрактът се съхранява повече от 2 дни, той трябва да се прехвърли във флакон, оборудван с винтова капачка с PTFE и етикетиран по подходящ начин.
12. Анализ и изчисления на данни
Няма изчисления, изрично свързани с тази процедура за извличане. Вижте подходящия определящ метод за изчисляване на крайните резултати от извадката.
13. Изпълнение на метода
14. Предотвратяване на замърсяването
14.1 Предотвратяването на замърсяването обхваща всяка техника, която намалява или елиминира количеството и/или токсичността на отпадъците в точката на генериране. Многобройни възможности за предотвратяване на замърсяването съществуват в лабораторната експлоатация. EPA е установила предпочитана йерархия на техниките за управление на околната среда, която поставя предотвратяването на замърсяването като опция за управление на първи избор. Когато е възможно, лабораторният персонал трябва да използва техники за предотвратяване на замърсяването, за да се справи с генерирането на отпадъци. Когато отпадъците не могат да бъдат осъществимо намалени при източника, Агенцията препоръчва рециклирането като следващ най-добър вариант.
14.2 За информация относно предотвратяването на замърсяването, която може да е приложима за лаборатории и изследователски институции, вижте По-малкото е по-добре: Лабораторно химическо управление за намаляване на отпадъците, достъпна от Департамента за правителствени отношения и научна политика на Американското химическо дружество, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Управление на отпадъците
аспиратори и пейки, в съответствие с буквата и духа на всички разрешителни и разпоредби за изхвърляне на канализацията и чрез спазване на всички разпоредби за твърди и опасни отпадъци, особено правилата за идентифициране на опасни отпадъци и ограниченията за изхвърляне на земята. За допълнителна информация относно управлението на отпадъците вижте Ръководството за управление на отпадъците за лабораторен персонал, достъпно от Американското химическо дружество на адреса, посочен в раздел 14.2.
Литература/Препратки
- U.S. EPA, “Interlaboratory Comparison Study: Methods for Volatile and Semi-Volatile Compounds,” Environmental Monitoring Systems Laboratory, Office of Research and Development, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- C. S. Hein, P. J. Marsden, A. S. Shurtleff. Evaluation of Methods 3540 (Soxhlet) and 3550 (Sonication) for Evaluation of Appendix IX Analytes from Solid Samples. S-CUBED, Report for EPA Contract 68-03-33-75, Work Assignment No. 03, Document No. SSS-R- 88-9436, October, 1988.
- I. De La Calle, N. Cabaleiro, M. Costas, F. Pena, S. Gil, I. Lavilla, C. Bendicho (2011):
Ultrasound-assisted extraction of gold and silver from environmental samples using different extractants followed by electrothermal-atomic absorption spectrometry. Microchemical Journal, Volume 97, Issue 2, 2011. 93-100.
Факти, които си струва да знаете
Ултразвуковите хомогенизатори на тъкани често се наричат сонден сонникатор, звуков лизьор, ултразвуков разрушител, ултразвукова мелница, соно-руптор, сонификатор, звуков дисмембранатор, клетъчен разрушител, ултразвуков диспергатор или разтворител. Различните термини са резултат от различните приложения, които могат да бъдат изпълнени чрез ултразвук.
Различни размери на сонотроде за UP200Ht