EPA3550 Ultraääniuutto-opas
Ultraääniuutto on vihreä ja ympäristöystävällinen uuttomenetelmä, jota voidaan soveltaa sekä pieniin laboratorionäytteisiin että arvokkaiden yhdisteiden uuttamiseen kaupallisessa tuotantomittakaavassa. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto (EPA) suosittelee erilaisia analyysikemian ja ominaisuuksien testausmenetelmiä, ympäristönäytteenottoa ja -seurantaa sekä laadunvarmistusta, joilla tuetaan resurssien suojelua ja talteenottoa koskevaa lakia (RCRA). Ultraääniavusteista uuttoa varten EPA julkaisi seuraavat ohjeet:
MENETELMÄ 3550C – ultraääni uuttaminen
1. Soveltamisala ja soveltaminen
Lisäksi SW-846-menetelmät, lukuun ottamatta menetelmän määrittelemien parametrien analysointiin vaadittavaa menetelmän käyttöä, on tarkoitettu ohjemenetelmiksi, jotka sisältävät yleistä tietoa siitä, miten suoritetaan analyysimenettely tai -tekniikka, jota laboratorio voi käyttää peruslähtökohtana oman yksityiskohtaisen vakiotoimintaohjeensa (SOP) laatimisessa joko omaan yleiseen käyttöönsä tai tiettyyn projektisovellukseen. Tähän menetelmään sisältyvät suorituskykytiedot ovat vain ohjeellisia, eikä niitä ole tarkoitettu eikä niitä saa käyttää ehdottomina laadunvarmistuksen hyväksymiskriteereinä laboratorion akkreditointia varten.
1.1 Tässä menetelmässä kuvataan menetelmä haihtumattomien ja puolihaihtuvien orgaanisten yhdisteiden uuttamiseksi kiinteistä aineista, kuten maaperästä, lietteestä ja jätteistä. Ultraääniprosessi varmistaa näytematriisin läheisen kosketuksen uuttoliuottimen kanssa.
1.2 Tämä menetelmä on jaettu kahteen menetelmään, jotka perustuvat orgaanisten yhdisteiden odotettuun pitoisuuteen. Alhaisen pitoisuuden menetelmä (kohta 11.3) koskee yksittäisiä orgaanisia ainesosia, joiden odotetaan olevan enintään 20 mg/kg, ja siinä käytetään suurempaa näytekokoa ja kolmea sarjauuttoa (pienempiä pitoisuuksia on vaikeampi uuttaa). Keskitason/korkean pitoisuuden menettely (kohta 11.4) koskee yksittäisiä orgaanisia ainesosia, joiden odotetaan olevan yli 20 mg/kg, ja siinä käytetään pienempää näytettä ja yhtä uuttamista.
1.3 On erittäin suositeltavaa, että uutteet puhdistetaan jollakin tavalla (esim. käyttämällä 3600-sarjan menetelmää) ennen analysointia.
1.4 On erittäin tärkeää, että menetelmää (mukaan lukien valmistajan ohjeet) noudatetaan nimenomaisesti maksimaalisen uuttotehokkuuden saavuttamiseksi. Katso kohta 11.0, jossa käsitellään louhintamenettelyn kriittisiä näkökohtia. Katso valmistajan ohjeet tietyistä käyttöasetuksista.
1.5 Tässä kuvataan vähintään kolme uuttoliuotinjärjestelmää, joita voidaan käyttää eri analyyttiryhmille (ks. kohta 7.4). Muita liuotinjärjestelmiä voidaan käyttää edellyttäen, että merkityksellisten analyyttien riittävä suorituskyky voidaan osoittaa. Uuttoliuottimen valinta riippuu tutkittavista analyyteistä, eikä mikään yksittäinen liuotin sovellu yleisesti kaikkiin analyyttiryhmiin. Ultraääniuuton tehokkuutta koskevien huolenaiheiden vuoksi, erityisesti pitoisuuksilla, jotka ovat lähellä tai alle noin 10 μg / kg, on välttämätöntä, että analyytikko osoittaa tietyn liuotinjärjestelmän suorituskyvyn ja käyttöolosuhteet kiinnostaville analyytteille ja kiinnostaville pitoisuuksille. Tämä osoittaminen koskee kaikkia käytettyjä liuotinjärjestelmiä, mukaan lukien ne, jotka on erityisesti lueteltu tässä menetelmässä. Tällainen osoittaminen käsittää vähintään menetelmässä 3500 kuvatun pätevyyden alustavan osoittamisen, jossa käytetään puhdasta vertailumatriisia. Menetelmässä 8000 kuvataan menettelyt, joita voidaan käyttää suorituskykykriteerien laatimiseen tällaisille demonstraatioille sekä matriisipiikkien ja laboratoriokontrollinäytteiden tuloksille.
1.6 EPA toteaa, että ultraääniuuton tehokkuudesta orgaanisten fosforipitoisten torjunta-aineiden osalta on vain vähän julkaistuja tietoja alhaisilla miljardisosapitoisuuksilla (ppb) ja alle. Tämän vuoksi tämän menetelmän käyttöä erityisesti näiden yhdisteiden osalta olisi tuettava edellä ja menetelmässä 3500 käsitellyn kaltaisilla suorituskykytiedoilla.
1.7 Ennen tämän menetelmän käyttöä analyytikkoja kehotetaan tutustumaan kunkin kokonaisanalyysissä käytettävän menettelytyypin perusmenetelmään (esim. menetelmät 3500, 3600, 5000 ja 8000) saadakseen lisätietoja laadunvalvontamenettelyistä, laadunvalvontakriteerien kehittämisestä, laskelmista ja yleisistä ohjeista. Analyytikoiden olisi myös tutustuttava käsikirjan etuosassa olevaan vastuuvapauslausekkeeseen ja toisen luvun tietoihin saadakseen ohjeita aiotusta joustavuudesta menetelmien, laitteiden, materiaalien, reagenssien ja tarvikkeiden valinnassa sekä analyytikon velvollisuuksista osoittaa, että käytetyt tekniikat soveltuvat kiinnostaviin analyytteihin tarkasteltavassa matriisissa. ja huolenaiheiden tasolla.
Lisäksi analyytikoille ja tietojen käyttäjille ilmoitetaan, että SW-846-menetelmien käyttö ei ole pakollista vastauksena liittovaltion testausvaatimuksiin, ellei asetuksessa nimenomaisesti toisin mainita. EPA antaa tämän menetelmän sisältämät tiedot ohjeeksi, jota analyytikko ja säännelty yhteisö käyttävät tehdessään päätöksiä, jotka ovat tarpeen sellaisten tulosten tuottamiseksi, jotka täyttävät aiotun sovelluksen tietojen laatutavoitteet.
1.8 Tämän menetelmän käyttö on rajoitettu asianmukaisesti kokeneiden ja koulutettujen analyytikkojen käyttöön tai valvontaan. Jokaisen analyytikon on osoitettava kykynsä tuottaa hyväksyttäviä tuloksia tällä menetelmällä. Kuten edellä todettiin, tällaiset demonstroinnit koskevat erityisesti merkityksellisiä analyyttejä ja käytettyä liuotinjärjestelmää sekä pienten ja keskikorkeiden/suurten pitoisuuksien näytteitä koskevia menettelyjä.
Moninäyteinen sonikaattori “VialTweeter” useiden suljettujen injektiopullojen ja koeputkien samanaikaiseen näytteen valmistukseen
2. Yhteenveto menetelmästä
2.1 Alhaisen pitoisuuden menettely — Näyte sekoitetaan vedettömään natriumsulfaattiin vapaasti juoksevan jauheen muodostamiseksi. Seos uutetaan liuottimella kolme kertaa ultraääniuutolla. Uute erotetaan näytteestä tyhjösuodatuksella tai sentrifugoimalla. Uute on valmis lopullista konsentrointia, puhdistusta ja/tai analysointia varten.
2.2 Keskitason / korkean pitoisuuden menettely — Näyte sekoitetaan vedettömään natriumsulfaattiin vapaasti juoksevan jauheen muodostamiseksi. Tämä uutetaan liuottimella kerran ultraääniuutolla. Osa uutteesta kerätään puhdistusta ja/tai analysointia varten.
3. Määritelmät
Katso ensimmäisestä luvusta ja valmistajan ohjeista määritelmät, joilla voi olla merkitystä tämän menetelmän kannalta.
4. Häiriöt
4.1 Liuottimet, reagenssit, lasitavarat ja muut näytteenkäsittelylaitteet voivat aiheuttaa artefakteja ja/tai häiriöitä näytteen analysoinnissa. Kaikkien näiden materiaalien on osoitettava olevan häiriöttömiä analyysiolosuhteissa analysoimalla menetelmän nollanäytteitä.
Reagenssien erityinen valinta ja liuottimien puhdistaminen tislaamalla kokonaan lasista valmistetuissa järjestelmissä voi olla tarpeen. Katso kustakin käytettävästä menetelmästä laadunvalvontamenettelyjä koskevat erityisohjeet ja neljännestä luvusta lasiesineiden puhdistusta koskevat yleiset ohjeet.
4.2 Häiriöt ovat yleensä spesifisiä kiinnostaville analyytteille. Katso siksi menetelmästä 3500 ja asianmukaisista determinatiivisista menetelmistä erityisiä ohjeita poistohäiriöistä.
5. Turvallisuus
Tämä menetelmä ei käsittele kaikkia sen käyttöön liittyviä turvallisuuskysymyksiä. Laboratorio on vastuussa turvallisen työympäristön ylläpitämisestä ja ajantasaisesta tietoisuustiedostosta OSHA: n määräyksistä, jotka koskevat tässä menetelmässä lueteltujen kemikaalien turvallista käsittelyä. Käyttöturvallisuustiedotteiden viitetiedoston olisi oltava kaikkien näihin analyyseihin osallistuvan henkilöstön saatavilla.
6. Laitteet ja tarvikkeet
Kauppanimien tai kaupallisten tuotteiden mainitseminen tässä oppaassa on vain havainnollistamistarkoituksessa, eikä se muodosta EPA:n hyväksyntää tai yksinomaista käyttösuositusta. SW-846-menetelmissä mainitut tuotteet ja laiteasetukset edustavat niitä tuotteita ja asetuksia, joita käytetään menetelmien kehittämisessä tai jotka virasto arvioi myöhemmin. Muita kuin tässä käsikirjassa lueteltuja lasitavaroita, reagensseja, tarvikkeita, laitteita ja asetuksia voidaan käyttää edellyttäen, että menetelmän tarkoituksenmukainen suorituskyky aiottuun sovellukseen on osoitettu ja dokumentoitu.
Tässä osassa ei luetella yleisiä laboratoriolasiesineitä (esim. dekantterilasit ja pullot).
6.2 Ultraääni valmistelu – On käytettävä sarvityyppistä laitetta, joka on varustettu titaanikärjellä, tai laitetta, joka antaa asianmukaisen suorituskyvyn. (esim. UP200Ht tai UP200St)
6.2.1 Ultraäänihäiriötekijä — Häiritsijän tehotehon on oltava vähintään 300 wattia ja sen on oltava pulssikykyinen. Suositellaan laitetta, joka on suunniteltu vähentämään kavitaatioääntä. Noudata valmistajan ohjeita häiritsijän valmistelemiseksi pienten ja keskitasoisten/suurten pitoisuuksien näytteiden uuttamista varten. (esim. UP400S)
6.2.2 Käytä 3/4 tuuman äänitorvea matalan pitoisuuden menetelmämenetelmässä ja 1/8 tuuman kartiomaista mikrokärkeä, joka on kiinnitetty 1/2 tuuman torveen keskitason/korkean pitoisuuden menetelmämenetelmässä.
6.3 Äänisuojakotelo – Kuulovaurioiden välttämiseksi suositellaan äänisuojakotelon (esim. äänisuojakotelo SPB-L) käyttöä. Näin sonikaatioprosessin kavitaatiokohinaa voidaan vähentää huomattavasti.
Lisävarusteet
6.4.1 Kuivausuuni — Pystyy ylläpitämään 105 astetta.
6.4.2 Eksikkaattori.
6.4.3 Upokkaat — Posliini tai kertakäyttöinen alumiini.
6.5 Pasteur-pipetit — 1 ml, lasi, kertakäyttöinen.
6.7 Tyhjiö- tai painesuodatuslaitteet
6.7.1 Buchner-suppilo
6.7.2 Suodatinpaperi
6.8 Kuderna-tanskalainen (K-D) laite
6.8.1 Rikastimen putki — 10 ml, valmistunut. Hiostulppaa käytetään estämään uutteiden haihtuminen.
6.8.2 Haihdutuspullo — 500 ml. Pullo kiinnitetään rikastinputkeen jousilla, puristimilla tai vastaavilla.
6.8.3 Snyder-sarake — Kolmen pallon makro.
6.8.4 Snyder-sarake — Kahden pallon mikro.
6.8.5 Jouset — 1/2 tuumaa.
6.9 Liuotinhöyryn talteenottojärjestelmä.
HUOMAUTUS: Näitä lasiesineitä suositellaan liuottimien talteenottoon konsentrointimenettelyissä, jotka edellyttävät Kudernan ja tanskalaisten haihdutusrikastimien käyttöä. Tämän laitteen asentamista voidaan vaatia liittovaltion, osavaltion tai paikallisten kuntien määräyksissä, jotka säätelevät haihtuvien orgaanisten aineiden päästöjä ilmaan. EPA suosittelee tämäntyyppisen kierrätysjärjestelmän sisällyttämistä menetelmäksi päästövähennysohjelman toteuttamiseksi. Liuottimien talteenotto on keino noudattaa jätteiden minimointia ja pilaantumisen ehkäisemistä koskevia aloitteita.
6.10 Kiehuvat sirut — Liuotinuutettu, noin 10/40 silmäkoko (piikarbidi tai vastaava).
6.11 Vesihaude — Lämmitetty, samankeskisellä rengaskannella, joka pystyy säätämään lämpötilan ± 5 ° C: seen. Kylpyä tulee käyttää hupussa.
6.12 Tasapaino — Yläkuormaus, pystyy punnitsemaan tarkasti 0,01 g: n tarkkuudella.
6.13 Injektiopullot — 2 ml, GC-automaattinäytteenottimelle, varustettu polytetrafluorieteenillä (PTFE) vuoratuilla kierrekorkilla tai puristuskorkeilla.
6.14 Lasiset tuikepullot — 20 ml, varustettu PTFE-vuoratuilla ruuvikorkilla.
6.15 Lastalla — Ruostumaton teräs tai PTFE.
6.16 Kuivauskolonni — 20 mm:n ID-borosilikaattikromatografikolonni, jonka pohjassa on lasivillaa.
HUOMAUTUS: Pylväitä, joissa on fritted glass -levyjä, on vaikea puhdistaa sen jälkeen, kun niitä on käytetty erittäin saastuneiden uutteiden kuivaamiseen. Pylväitä, joissa ei ole frittejä, voidaan ostaa.
Käytä pientä lasivillatyynyä adsorbentin pitämiseksi. Lasivillatyyny esipestään 50 ml:lla asetonia ja sen jälkeen 50 ml:lla eluutioliuotinta ennen kolonnin pakkaamista adsorbentilla.
6.17 Typen haihdutuslaitteet (valinnainen) — N-Evap, 12- tai 24-asentoinen (organomaatiomalli 112 tai vastaava).
7. Reagenssit ja standardit
7.2 Orgaaninen vapaa reagenssivesi. Kaikki viittaukset veteen tässä menetelmässä viittaavat orgaanisesti vapaaseen reagenssiveteen, sellaisena kuin se on määritelty ensimmäisessä luvussa.
7.3 Natriumsulfaatti (rakeinen, vedetön), Na2SO4. Puhdistetaan kuumentamalla 400 °C:ssa 4 tuntia matalassa astiassa tai esipuhdistamalla natriumsulfaatti metyleenikloridilla. Jos natriumsulfaatti esipuhdistetaan metyleenikloridilla, on analysoitava menetelmän nollakoe, joka osoittaa, että natriumsulfaatti ei häiritse sitä.
7.4 Uuttamisliuottimet
Näytteet on uutettava liuotinjärjestelmällä, joka antaa näytematriisista merkityksellisten analyyttien optimaalisen ja toistettavissa olevan saannon merkityksellisinä pitoisuuksina. Uuttoliuottimen valinta riippuu tutkittavista analyyteistä, eikä mikään yksittäinen liuotin sovellu yleisesti kaikkiin analyyttiryhmiin. Riippumatta siitä, mitä liuotinjärjestelmää käytetään, mukaan lukien tässä menetelmässä erityisesti luetellut liuotinjärjestelmät, analyytikon on osoitettava riittävä suorituskyky kiinnostaville analyytteille kiinnostavilla tasoilla. Tällainen osoittaminen käsittää vähintään menetelmässä 3500 kuvatun pätevyyden alustavan osoittamisen, jossa käytetään puhdasta vertailumatriisia. Menetelmässä 8000 kuvataan menettelyt, joita voidaan käyttää suorituskykykriteerien laatimiseen tällaisille demonstraatioille sekä matriisipiikkien ja laboratoriokontrollinäytteiden tuloksille.
Monet alla kuvatuista liuotinjärjestelmistä sisältävät veteen sekoittuvan liuottimen, kuten asetonin, ja veteen sekoittumattoman liuottimen, kuten metyleenikloridin tai heksaanin, yhdistelmän. Veteen sekoittuvan liuottimen tarkoituksena on helpottaa märkien kiinteiden aineiden uuttamista antamalla sekoitetun liuottimen tunkeutua kiinteiden hiukkasten pinnan vesikerrokseen. Veteen sekoittumaton liuotin uuttaa orgaanisia yhdisteitä, joilla on samanlaiset polariteetit. Siten ei-polaarista liuotinta, kuten heksaania, käytetään usein ei-polaarisissa analyyteissä, kuten PCB: ssä, kun taas polaarista liuotinta, kuten metyleenikloridia, voidaan käyttää polaarisiin analyytteihin. Asetonin napaisuus voi myös auttaa uuttamaan polaarisia analyyttejä sekoitetuissa liuotinjärjestelmissä.
Taulukossa 1 esitetään esimerkkejä talteenottotiedoista valikoiduista puolihaihtuvista orgaanisista yhdisteistä, jotka on uutettu NIST:n yhteisestä riskiaineksesta käyttäen erilaisia uuttoliuotinjärjestelmiä. Seuraavissa kohdissa annetaan ohjeita liuottimien valinnasta eri analyyttiluokkia varten.
Kaikkien liuottimien on oltava torjunta-ainelaatuisia tai vastaavia. Liuottimista voidaan poistaa kaasut ennen käyttöä.
7.4.1 Puolihaihtuvat orgaaniset aineet voidaan uuttaa asetonilla/heksaanilla (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) tai asetonilla/metyleenikloridilla (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Orgaaniset klooripitoiset torjunta-aineet voidaan uuttaa asetonilla/heksaanilla (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) tai asetonilla/metyleenikloridilla (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB-yhdisteet voidaan uuttaa asetonilla/heksaanilla (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), asetonilla/metyleenikloridilla (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) tai heksaanilla (C6H14).
7.4.4 Muita liuotinjärjestelmiä voidaan käyttää edellyttäen, että analyytikko pystyy osoittamaan tarkasteltavien analyyttien riittävän suorituskyvyn näytematriisin merkityksellisillä pitoisuuksilla (ks. menetelmä 3500).
7.5 Vaihda liuottimia — Joitakin ratkaisevia menetelmiä käytettäessä uuttoliuotin on vaihdettava liuottimeen, joka on yhteensopiva kyseisessä määräävässä menetelmässä käytetyn instrumentaation kanssa. Viitataan määräävään menetelmään, jota käytetään sopivan vaihtoliuottimen valinnassa. Kaikkien liuottimien on oltava torjunta-ainelaatuisia tai vastaavia. Seuraavassa on esimerkkejä vaihtoliuottimista.
7.5.1 Heksaani, C6H14
7.5.2 2-propanoli, (CH3)2CHOH
7.5.3 Sykloheksaani, C6H12
7.5.4 Asetonitriili, CH3CN
7.5.5 Metanoli, CH3OH
Äänisuojakotelo SPB-L vähentää sonikaatiomelun kavitaatiokohinaa huomattavasti.
8. Näytteiden kerääminen, säilyttäminen ja varastointi
8.1 Katso neljännen luvun johdantomateriaali, “Orgaaniset analyytit” Menetelmä 3500 ja käytettävät erityiset määräävät menetelmät.
8.2 Tällä menetelmällä uutettavat kiinteät näytteet on kerättävä ja varastoitava kuten muutkin puolihaihtuvia orgaanisia aineita sisältävät kiinteät näytteet.
9. Laadunvalvonta
9.2 Ensimmäinen näyttö pätevyydestä
Kunkin laboratorion on osoitettava alustava pätevyytensä jokaisen käyttämänsä näytevalmisteen ja määräävän menetelmän yhdistelmän kanssa tuottamalla kohdeanalyyttejä varten hyväksyttävän tarkkuuden ja täsmällisyyden tietoja puhtaassa matriisissa. Laboratorion on myös toistettava pätevyyden osoittaminen aina, kun uusia henkilöstön jäseniä koulutetaan tai instrumentteihin tehdään merkittäviä muutoksia. Katso menetelmästä 8000 lisätietoja pätevyyden osoittamisesta.
9.3 Aluksi analyytikon on ennen näytteiden käsittelyä osoitettava, että kaikki näytteen ja reagenssien kanssa kosketuksissa olevat laitteen osat ovat häiriöttömiä. Tämä saavutetaan analysoimalla menetelmän aihio. Jatkuvana tarkastuksena joka kerta, kun näytteet uutetaan, puhdistetaan ja analysoidaan, ja kun reagenssit muuttuvat, menetelmä on poistettava ja analysoitava kiinnostavien yhdisteiden suhteen suojana kroonista laboratoriokontaminaatiota vastaan.
9.4 Kaikille menetelmän nollanäytteille, matriisipiikkinäytteille tai rinnakkaisnäytteille on tehtävä samat analyysimenettelyt (kohta 11.0) kuin todellisille näytteille.
9.5 Tämän menetelmän yhteydessä olisi käytettävä vakiomuotoisia laadunvarmistuskäytäntöjä, jotka sisältyvät asianmukaisiin järjestelmällisiin suunnitteluasiakirjoihin ja laboratorioiden vakioituihin toimintaohjeisiin. Kaikki laitteen käyttöolosuhteet on kirjattava.
9.6 Katso myös menetelmä 3500 uuttamisen ja näytteen valmistuksen laadunvalvontamenettelyistä ja määräävistä menetelmistä, joita käytetään määrittävissä laadunvalvontamenettelyissä.
9.7 Kun korvaavat standardit on lueteltu asianmukaisessa määrittävässä menetelmässä, ne on lisättävä kaikkiin näytteisiin ennen uuttamista. Katso lisätietoja kohdista Menetelmät 3500 ja 8000 sekä asianmukaiset determinatiivimenetelmät.
9.8 Kuten edellä todettiin, minkä tahansa uuttotekniikan, myös ultraääniuuton, käyttöä olisi tuettava tiedoilla, jotka osoittavat tietyn liuotinjärjestelmän suorituskyvyn ja näytematriisin kiinnostavien analyyttien käyttöolosuhteet kiinnostavilla tasoilla.
10. Kalibrointi ja standardointi
Tähän näytteenpoistomenetelmään ei liity suoraan kalibrointi- tai standardointivaiheita.
11. Menettely
Kuten kohdassa 1.4 todettiin, ultraääniuutto ei välttämättä ole yhtä tiukka menetelmä kuin muut maaperän / kiintoaineiden uuttomenetelmät. Siksi on erittäin tärkeää, että tätä menetelmää noudatetaan nimenomaisesti (mukaan lukien valmistajan ohjeet) maksimaalisen uuttotehokkuuden saavuttamiseksi. Vähintään tämän tekniikan onnistuneeseen käyttöön:
11.1 Näytteiden käsittely
11.1.2 Jätenäytteet — Useista faaseista koostuvat näytteet on valmisteltava ennen uuttamista toisessa luvussa kuvatulla faasierotusmenettelyllä. Tämä uuttomenetelmä koskee vain kiinteitä aineita.
11.1.3 Kuivajätenäytteet, jotka soveltuvat jauhamiseen — Jauha tai muuten jaa jätteet osiin siten, että ne joko kulkevat 1 mm: n seulan läpi tai voidaan puristaa 1 mm: n reiän läpi. Hiomalaitteistoon lisätään riittävä määrä näytettä, jotta näytteestä saadaan jauhamisen jälkeen vähintään 10 g.
VAARA: Kuivaus ja jauhaminen on suoritettava liesituulettimessa, jotta laboratorio ei saastu.
11.1.4 Kumimaiset, kuitumaiset tai öljyiset materiaalit, joita ei voida jauhaa — Nämä materiaalit leikataan, silputaan tai pienennetään muulla tavoin, jotta näytteen pinnat voidaan sekoittaa ja ne voidaan altistaa mahdollisimman hyvin uuttamista varten.
11.2 Kuivapainon prosenttiosuuden määrittäminen — Jos näytteen tulokset lasketaan kuivapainon perusteella, erillinen näyte-erä on punnittava samanaikaisesti analyysimäärityksessä käytetyn osan kanssa.
HUOMIO: Kuivausuunin tulee olla liesituulettimessa tai tuuletettu. Erittäin saastuneesta vaarallisen jätteen näytteestä voi aiheutua merkittävää laboratoriokontaminaatiota.
Välittömästi uutettavan näytteen punnitsemisen jälkeen punnitaan vielä 5-10 g näytettä taarattuun upokkaaseen. Tätä määräosaa kuivataan yön yli 105 °C:ssa. Annetaan jäähtyä eksikkaattorissa ennen punnitusta.
Laske kuivapainoprosentti seuraavasti:
% kuivapainosta = (g kuivaa näytettä / g näytettä) x 100
Tätä uunikuivattua osanäytettä ei käytetä uuttamiseen, ja se on hävitettävä asianmukaisesti kuivapainon määrittämisen jälkeen.
11.3 Alhaisen pitoisuuden uuttomenetelmä
Tätä menetelmää sovelletaan kiinteisiin näytteisiin, joiden odotetaan sisältävän enintään 20 mg/kg orgaanisia analyysejä.
Vaiheet ennen sonikaatiota
11.3.1 Seuraavat vaiheet on suoritettava nopeasti, jotta vältetään haihtuvampien uuttuvien aineiden häviäminen.
11.3.1.1 Punnitaan noin 30 g näytettä 400 ml:n dekantterilasiin. Kirjaa paino 0,1 g: n tarkkuudella.
11.3.1.2 Kunkin piikitettäväksi valitun erän näytteeseen lisätään 1,0 ml matriisipiikkiliuosta. Katso menetelmästä 3500 ohjeita matriisipiikkiyhdisteiden ja -pitoisuuksien asianmukaisesta valinnasta. Katso myös kohdan 11.3 huomautus.
11.3.1.3 Lisätään 1,0 ml korvaavaa standardiliuosta kaikkiin näytteisiin, näytteisiin, joihin on lisätty piikki, QC-näytteisiin ja nollanäytteisiin. Katso menetelmästä 3500 ohjeita korvaavien yhdisteiden ja pitoisuuksien asianmukaisesta valinnasta. Katso myös kohdan 11.3 huomautus.
11.3.1.4 Jos geelipermeaation puhdistusta (ks. menetelmä 3640) käytetään, analyytikon on joko lisättävä kaksi kertaa korvaavan piikkiliuoksen (ja tarvittaessa matriisipiikkiliuoksen) tilavuus tai konsentroitu lopullinen uute puoleen normaalista tilavuudesta, jotta GPC-kolonnin kuormituksen vuoksi menetetty puolet uutteesta voidaan kompensoida. Katso myös kohdan 11.3 huomautus.
11.3.1.5 Huokoiset tai märät näytteet (kumimaiset tai savityyppiset), joilla ei ole vapaasti juoksevaa hiekkarakennetta, on sekoitettava lastalla 60 g:aan vedetöntä natriumsulfaattia. Tarvittaessa voidaan lisätä natriumsulfaattia. Natriumsulfaatin lisäämisen jälkeen näytteen tulisi olla vapaasti virtaava. Katso myös kohdan 11.3 huomautus.
11.3.1.6 Lisätään välittömästi 100 ml uuttoliuotinta tai liuotinseosta (ks. kohta 7.4 ja taulukko 2 liuottimien valinnasta).
11.3.2 Aseta 3/4 tuuman häiritsijätorven kärjen pohjapinta noin 1/2 tuumaa liuottimen pinnan alapuolelle, mutta sedimenttikerroksen yläpuolelle.
HUOMAUTUS: Varmista, että ultraäänisarvi / sonotrode on asennettu oikein valmistajan ohjeiden mukaisesti.
11.3.3 Näytettä uutetaan ultraäänellä 3 minuutin ajan siten, että lähdön säätö on asetettu 100%: iin (täysi teho) tai valmistajan suosittelemaan tehoasetukseen, tilakytkin päälle pulssi (sykkivä energia jatkuvan energian sijaan) ja käyttöprosenttijakso asetettu 50%: iin (energia 50% ajasta ja pois päältä 50% ajasta). Älä käytä mikrokärkianturia.
11.3.4 Uute dekantoidaan ja suodatetaan suodatinpaperin (esim. Whatman No. 41 tai vastaava) läpi Buchner-suppilossa, joka on kiinnitetty puhtaaseen 500 ml:n suodatuspulloon. Vaihtoehtoisesti uute dekantoidaan sentrifugipulloon ja sentrifugoidaan alhaisella nopeudella hiukkasten poistamiseksi.
11.3.5 Uutto toistetaan vielä kaksi kertaa kahdella 100 ml:n annoksella puhdasta liuotinta. Dekantoi liuotin pois jokaisen ultraääniuuton jälkeen. Viimeisen ultraääniuuton jälkeen kaadetaan koko näyte Buchner-suppiloon, huuhdellaan dekantterilasi uuttoliuottimella ja lisätään huuhtelu suppiloon.
Vaiheet sonikoinnin jälkeen
11.3.6 Uute konsentroidaan tarvittaessa ennen analyysia kohdassa 11.5 esitetyn menettelyn mukaisesti. Muussa tapauksessa siirry kohtaan 11.7.
UP200St mikrokärjellä näytteen sonikaatiota varten
11.4 Keski- / korkean pitoisuuden uuttomenetelmä
Tätä menetelmää sovelletaan kiinteisiin näytteisiin, joiden odotetaan sisältävän yli 20 mg/kg orgaanisia analyyttejä.
Vaiheet ennen sonikaatiota
11.4.2 Lisätään kunkin piikitettäväksi valitun erän näytettä 1,0 ml matriisipiikkiliuosta. Katso menetelmästä 3500 ohjeita matriisipiikkiyhdisteiden ja -pitoisuuksien asianmukaisesta valinnasta. Katso myös kohdan 11.3 huomautus.
11.4.3 Lisätään 1,0 ml korvaavaa piikkiliuosta kaikkiin näytteisiin, piikkinäytteisiin, QC-näytteisiin ja nollanäytteisiin. Katso menetelmästä 3500 ohjeita matriisipiikkiyhdisteiden ja -pitoisuuksien asianmukaisesta valinnasta. Katso myös kohdan 11.3 huomautus.
11.4.4 Jos geelipermeaation puhdistusta (ks. menetelmä 3640) käytetään, analyytikon on joko lisättävä kaksi kertaa korvaavan piikkiliuoksen (ja tarvittaessa matriisipiikkiliuoksen) tilavuus tai väkevöitävä lopullinen uute puoleen normaalista tilavuudesta GPC-kolonnin kuormituksen vuoksi menetetyn uutteen puolikkaan kompensoimiseksi.
11.4.5 Ei-huokoiset tai märät näytteet (kumimaiset tai savityyppiset), joilla ei ole vapaasti virtaavaa hiekkarakennetta, on sekoitettava lastalla 2 g: aan vedetöntä natriumsulfaattia. Tarvittaessa voidaan lisätä natriumsulfaattia. Natriumsulfaatin lisäämisen jälkeen näytteen on oltava vapaasti juokseva (ks. kohdan 11.3 huomautus).
11.4.6 Lisätään välittömästi tarvittava määrä liuotinta lopullisen tilavuuden saattamiseksi 10,0 ml:aan ottaen huomioon korvikkeiden ja matriisipiikkien lisätty tilavuus (ks. kohta 7.4 ja taulukko 2 lisätietoja liuottimien valinnasta).
11.4.7 Näyte uutetaan 1/8 tuuman kartiomaisella mikrokärkiultraäänianturilla 2 minuutin ajan lähdön ohjausasetuksella 5 ja tilakytkimellä pulssi- ja käyttöprosenttijaksolla 50%.
11.4.8 Pakkaa kertakäyttöinen Pasteur-pipetti löyhästi 2-3 cm lasivillaan. Näyteuute suodatetaan lasivillan läpi ja uute kerätään sopivaan astiaan. Koko 10 ml uuttoliuotinta ei voida ottaa näytteestä. Siksi analyytikon tulisi kerätä määrä, joka vastaa käytettävän determinatiivisen menetelmän herkkyyttä. Esimerkiksi menetelmissä, joissa uutetta ei tarvitse konsentroida enempää (esim. menetelmässä 8081 käytetään tyypillisesti 10 ml:n lopullista uutetilavuutta), uute voidaan kerätä tuikeinjektiopulloon tai muuhun suljettavaan astiaan. Lisäkonsentrointia tarvitseville uutteille on suositeltavaa kerätä vakiotilavuus kaikille tällaisille näytteille lopullisten näytetulosten laskemisen yksinkertaistamiseksi. Esimerkiksi kerätään 5,0 ml uutetta puhtaaseen rikastinputkeen. Tämä tilavuus on täsmälleen puolet alkuperäisen näyteuutteen kokonaistilavuudesta. Ota tarvittaessa huomioon “menetys” puolet uutteesta lopullisissa näytelaskelmissa tai keskittää lopullinen uute puoleen lopullisesta nimellistilavuudesta (esim. 0,5 ml vs. 1,0 ml) hävikin kompensoimiseksi.
11.4.9 Uute konsentroidaan tarvittaessa ennen analyysia 11.5 tai 11.6 kohdassa esitetyn menettelyn mukaisesti. Muussa tapauksessa siirry kohtaan 11.7.
Keskittymistekniikat
Herkkyyskriteerien täyttämiseksi näyteuutteet, jotka on saatu joko alhaisen pitoisuuden tai keskitason/korkean pitoisuuden uuttomenetelmällä, voidaan tarvittaessa konsentroida lopulliseen tilavuuteen, joka tarvitaan determinatiiviseen menetelmään ja erityiseen sovellukseen, käyttäen joko K-D-tekniikkaa tai typen haihduttamista.
11.5.1 Kuderna-tanskalainen (K-D) rikastin kootaan kiinnittämällä 10 ml:n rikastinputki sopivan kokoiseen haihdutuspulloon.
11.5.2 Uute kuivataan viemällä se kuivauskolonnin läpi, joka sisältää noin 10 g vedetöntä natriumsulfaattia. Kerätään kuivattu uute K-D-konsentraattoriin.
11.5.3 Keräysputki ja kuivauskolonni huuhdellaan K-D-pulloon 20 ml:lla liuotinta kvantitatiivisen siirtymisen aikaansaamiseksi.
11.5.4 Lisätään pulloon yksi tai kaksi puhdasta kiehuvaa lastua ja kiinnitetään kolmen kuulan Snyder-kolonni. Liuotinhöyryn talteenottolasit (lauhdutin ja keräyslaite, ks. kohta 6.9) kiinnitetään K-D-laitteen Snyder-kolonniin valmistajan ohjeiden mukaisesti. Snyder-kolonni esikastellaan lisäämällä kolonnin yläosaan noin 1 ml metyleenikloridia (tai muuta sopivaa liuotinta). K-D-laite asetetaan kuumavesihauteeseen (15 – 20 EC liuottimen kiehumispisteen yläpuolella) siten, että rikastinputki upotetaan osittain kuumaan veteen ja pullon koko pyöristetty alapinta kylvetään kuumalla höyryllä. Laitteen pystyasentoa ja veden lämpötilaa säädetään tarpeen mukaan, jotta pitoisuus 10:ssä saadaan päätökseen – 20 minuuttia Oikealla tislausnopeudella kolonnin pallot juttelevat aktiivisesti, mutta kammiot eivät tulvi. Kun näennäinen nestetilavuus saavuttaa 1 ml, K-D-laite poistetaan vesihauteesta ja annetaan sen valua ja jäähtyä vähintään 10 minuuttia.
VAARA: Älä anna uutteen kuivua, koska se johtaa joidenkin analyyttien vakavaan menetykseen. Orgaaniset fosforipitoiset torjunta-aineet ovat erityisen alttiita tällaisille häviöille.
11.5.4.1 Jos liuotinvaihto on tarpeen (taulukossa 2 esitetyllä tavalla tai asianmukaista määräävää menetelmää käyttäen), poistetaan Snyder-kolonni hetkeksi, lisätään 50 ml vaihtoliuotinta ja uusi kiehuva siru.
11.5.4.2 Kiinnitä Snyder-kolonni takaisin. Konsentroidaan uute nostamalla tarvittaessa vesihauteen lämpötilaa oikean tislausnopeuden ylläpitämiseksi.
11.5.5 Poista Snyder-sarake. K-D-pullo ja Snyder-kolonnin alaliitokset huuhdellaan rikastinputkeen 1 – 2 ml liuotinta. Uutetta voidaan edelleen tiivistää käyttämällä jotakin kohdassa 11.6 esitetyistä menetelmistä tai säätää lopulliseen tilavuuteen 5,0 – 10,0 ml sopivaa liuotinta käyttäen (ks. taulukko 2 tai sopiva determinoiva menetelmä). Jos rikkikiteitä on läsnä, siirry puhdistusmenetelmään 3660.
11.6 Jos lisäkonsentraatio on tarpeen, käytetään joko mikro-Snyder-kolonnitekniikkaa (ks. kohta 11.6.1) tai typen haihdutustekniikkaa (ks. kohta 11.6.2).
11.6.1 Micro-Snyder-kolonnitekniikka
11.6.1.1 Lisätään rikastinputkeen tuore puhdas kiehuva lastu ja kiinnitetään kaksikuulainen mikro-Snyder-kolonni suoraan rikastinputkeen. Liuotinhöyryn talteenottolasit (lauhdutin ja keräyslaite) kiinnitetään K-D-laitteen mikro-Snyder-kolonniin valmistajan ohjeiden mukaisesti. Snyder-kolonni esikastellaan lisäämällä kolonnin yläosaan 0,5 ml metyleenikloridia tai vaihtoliuotinta. Mikrokonsentraatiolaite asetetaan kuumavesihauteeseen siten, että rikastinputki upotetaan osittain kuumaan veteen. Säädä laitteen pystysuora asento ja veden lämpötila tarpeen mukaan, jotta pitoisuus 5: ssä saadaan päätökseen – 10 minuuttia Oikealla tislausnopeudella kolonnin pallot juttelevat aktiivisesti, mutta kammiot eivät tulvi.
11.6.1.2 Kun näennäinen nestetilavuus saavuttaa 0,5 ml, laite otetaan vesihauteesta, annetaan sen valua ja jäähtyä vähintään 10 minuuttia. Poistetaan Snyder-kolonni ja huuhdellaan sen alaliitokset rikastinputkeen 0,2 ml:lla liuotinta. Säädä lopullisen uutteen tilavuus arvoon 1,0 – 2,0 ml.
VAARA: Älä anna uutteen kuivua, koska se johtaa joidenkin analyyttien vakavaan menetykseen. Orgaaniset fosforipitoiset torjunta-aineet ovat erityisen alttiita tällaisille häviöille.
11.6.2 Typen haihdutustekniikka
11.6.2.1 Rikastinputki pannaan lämpimään hauteeseen (30 °C) ja liuotintilavuus haihdutetaan 0,5 ml:aan hellävaraisella puhtaalla, kuivalla typpivirralla (suodatetaan aktiivihiilikolonnin läpi).
HUOMIO: Uutta muoviletkua ei saa käyttää hiililoukun ja näytteen välissä, koska se voi aiheuttaa ftalaattihäiriöitä.
11.6.2.2 Konsentraattoriputken sisäseinämä huuhdellaan useita kertoja liuottimella konsentraation aikana. Haihdutuksen aikana konsentraattoriputki asetetaan paikalleen, jotta vesi ei kondensoidu uutteeseen. Tavanomaisissa menettelyissä uutteen ei saa antaa kuivua.
VAARA: Älä anna uutteen kuivua, koska se johtaa joidenkin analyyttien vakavaan menetykseen. Orgaaniset fosforipitoiset torjunta-aineet ovat erityisen alttiita tällaisille häviöille.
11.7 Uutteelle voidaan nyt tehdä puhdistustoimenpiteitä tai se voidaan analysoida kohdeanalyyttien osalta käyttäen asianmukaista determinatiivista tekniikkaa (määrittäviä tekniikoita). Jos uutetta ei käsitellä välittömästi, rikastinputki suljetaan tulpalla ja säilytetään jääkaapissa. Jos uutetta säilytetään yli 2 päivää, se on siirrettävä injektiopulloon, jossa on PTFE-vuorattu kierrekorkki, ja merkittävä asianmukaisesti.
12. Tietojen analysointi ja laskelmat
Tähän uuttomenetelmään ei liity nimenomaisesti laskelmia. Katso sopiva määräävä menetelmä lopullisten näytetulosten laskemiseksi.
13. Menetelmän suorituskyky
14. Ympäristön pilaantumisen ehkäiseminen
14.1 Ympäristön pilaantumisen ehkäiseminen kattaa kaikki tekniikat, joilla vähennetään jätteen määrää ja/tai myrkyllisyyttä jätteen syntymispaikassa tai poistetaan se. Laboratoriotoiminnassa on lukuisia mahdollisuuksia saastumisen ehkäisemiseen. EPA on vahvistanut ensisijaisen ympäristönhallintatekniikoiden hierarkian, joka asettaa pilaantumisen ehkäisemisen ensisijaiseksi hallintavaihtoehdoksi. Laboratoriohenkilöstön olisi mahdollisuuksien mukaan käytettävä pilaantumisen ehkäisemistekniikoita jätteen syntymiseen. Jos jätettä ei voida vähentää tehokkaasti sen syntypaikalla, virasto suosittelee kierrätystä seuraavaksi parhaaksi vaihtoehdoksi.
14.2 Lisätietoja pilaantumisen ehkäisemisestä, jota voidaan soveltaa laboratorioihin ja tutkimuslaitoksiin, on osoitteessa Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction, saatavana American Chemical Societyn hallitussuhteiden ja tiedepolitiikan osastolta, 1155 16th St., NW Washington, DC 20036, https://www.acs.org.
15. Jätehuolto
huuvat ja penkkitoiminnot, jotka ovat viemärilupien ja -määräysten kirjaimen ja hengen mukaisia ja noudattavat kaikkia kiinteän ja vaarallisen jätteen määräyksiä, erityisesti vaarallisten jätteiden tunnistamista koskevia sääntöjä ja maankäytön rajoituksia. Lisätietoja jätehuollosta on The Waste Management Manual for Laboratory Staff -oppaassa, joka on saatavilla American Chemical Societylta kohdassa 14.2 mainitusta osoitteesta.
Kirjallisuus/viitteet
- 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.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Ultraäänikudoshomogenisaattoreita kutsutaan usein koettimen sonikaattoriksi, sonic lyseriksi, ultraäänihäiritsijäksi, ultraäänihiomakoneeksi, sono-ruptoriksi, sonifieriksi, sonic dismembratoriksi, solujen häiritsijäksi, ultraäänidispergointiaineeksi tai dissolveriksi. Eri termit johtuvat erilaisista sovelluksista, jotka voidaan täyttää sonikaatiolla.
Eri sonotrode-koot UP200Ht: lle