EPA3550 Guide d'extraction par ultrasons
extraction par ultrasons est une méthode d'extraction écologique et respectueuse de l'environnement qui peut être appliquée à de petits échantillons de laboratoire ainsi qu'à l'extraction de composés précieux à l'échelle de la production commerciale. L'agence américaine de protection de l'environnement (EPA) recommande diverses méthodes de chimie analytique et d'essai des caractéristiques, l'échantillonnage et la surveillance de l'environnement, ainsi que l'assurance qualité en place pour soutenir la loi sur la conservation et la récupération des ressources (Resource Conservation and Recovery Act - RCRA). Pour l'extraction assistée par ultrasons, l'EPA a publié les orientations suivantes :
MÉTHODE 3550C – extraction par ultrasons
1. Champ d'application
En outre, les méthodes SW-846, à l'exception de l'utilisation obligatoire de la méthode pour l'analyse des paramètres définis par la méthode, sont conçues comme des méthodes d'orientation qui contiennent des informations générales sur la manière d'exécuter une procédure ou une technique analytique qu'un laboratoire peut utiliser comme point de départ pour élaborer sa propre procédure opératoire normalisée (POS) détaillée, soit pour son propre usage général, soit pour l'application d'un projet spécifique. Les données de performance incluses dans cette méthode ne sont données qu'à titre indicatif et ne sont pas destinées à être et ne doivent pas être utilisées comme des critères absolus d'acceptation du CQ aux fins de l'accréditation des laboratoires.
1.1 La présente méthode décrit une procédure d'extraction des composés organiques non volatils et semi-volatils à partir de solides tels que les sols, les boues et les déchets. Le procédé ultrasonique assure un contact intime entre la matrice de l'échantillon et le solvant d'extraction.
1.2 Cette méthode est divisée en deux procédures, basées sur la concentration attendue des composés organiques. La procédure à faible concentration (Sec. 11.3) concerne les composants organiques individuels dont la concentration attendue est inférieure ou égale à 20 mg/kg et utilise la plus grande taille d'échantillon et trois extractions en série (les concentrations plus faibles sont plus difficiles à extraire). La procédure de concentration moyenne/haute (Sec. 11.4) concerne les composants organiques individuels dont la concentration devrait être supérieure à 20 mg/kg et fait appel à un échantillon plus petit et à une seule extraction.
1.3 Il est fortement recommandé de soumettre les extraits à une forme de nettoyage (par exemple, en utilisant une méthode de la série 3600) avant l'analyse.
1.4 Il est essentiel que la méthode (y compris les instructions du fabricant) soit suivie de manière explicite, afin d'obtenir une efficacité d'extraction maximale. Voir Sec. 11.0 pour une discussion des aspects critiques de la procédure d'extraction. Consulter les instructions du fabricant en ce qui concerne les paramètres opérationnels spécifiques.
1.5 La présente méthode décrit au moins trois systèmes de solvants d'extraction qui peuvent être utilisés pour différents groupes d'analytes (voir section 7.4). D'autres systèmes de solvants peuvent être utilisés, à condition qu'une performance adéquate puisse être démontrée pour les analytes concernés. Le choix du solvant d'extraction dépend des substances à analyser et aucun solvant n'est universellement applicable à tous les groupes de substances à analyser. En raison des préoccupations concernant l'efficacité de l'extraction par ultrasons, en particulier à des concentrations proches ou inférieures à environ 10 μg/kg, il est impératif que l'analyste démontre la performance du système de solvant spécifique et des conditions d'exploitation pour les analytes et les concentrations d'intérêt. Cette démonstration s'applique à tout système de solvants utilisé, y compris ceux qui sont spécifiquement énumérés dans la présente méthode. Au minimum, cette démonstration comprendra la démonstration initiale de la compétence décrite dans la méthode 3500, en utilisant une matrice de référence propre. La méthode 8000 décrit les procédures qui peuvent être utilisées pour développer des critères de performance pour de telles démonstrations ainsi que pour les résultats des échantillons de contrôle de la matrice et du laboratoire.
1.6 L'EPA note qu'il existe peu de données publiées sur l'efficacité de l'extraction par ultrasons en ce qui concerne les pesticides organophosphorés à de faibles concentrations en parties par milliard (ppb) et en dessous. Par conséquent, l'utilisation de cette méthode pour ces composés en particulier devrait être étayée par des données de performance telles que celles discutées ci-dessus et dans la méthode 3500.
1.7 Avant d'utiliser cette méthode, il est conseillé aux analystes de consulter la méthode de base pour chaque type de procédure pouvant être utilisée dans l'analyse globale (par exemple, les méthodes 3500, 3600, 5000 et 8000) pour obtenir des informations supplémentaires sur les procédures de contrôle de la qualité, l'élaboration des critères d'acceptation du CQ, les calculs et les directives générales. Les analystes doivent également consulter la clause de non-responsabilité figurant au début du manuel et les informations du chapitre 2 pour obtenir des conseils sur la flexibilité prévue dans le choix des méthodes, des appareils, des matériaux, des réactifs et des fournitures, ainsi que sur les responsabilités de l'analyste pour démontrer que les techniques employées sont appropriées pour les analytes d'intérêt, dans la matrice d'intérêt et aux niveaux concernés.
En outre, les analystes et les utilisateurs de données sont informés que, sauf lorsque cela est explicitement spécifié dans une réglementation, l'utilisation des méthodes SW-846 n'est pas obligatoire pour répondre aux exigences fédérales en matière d'essais. Les informations contenues dans cette méthode sont fournies par l'EPA à titre d'orientation à l'intention de l'analyste et de la communauté réglementée, afin qu'ils puissent prendre les décisions nécessaires pour obtenir des résultats conformes aux objectifs de qualité des données pour l'application envisagée.
1.8 L'utilisation de cette méthode est réservée à des analystes dûment expérimentés et formés, ou sous leur supervision. Chaque analyste doit démontrer qu'il est capable de produire des résultats acceptables avec cette méthode. Comme indiqué ci-dessus, ces démonstrations sont spécifiques aux substances à analyser et au système de solvants utilisé, ainsi qu'aux procédures pour les échantillons à faible et moyenne/haute concentration.
VialTweeter pour la préparation d'échantillons par ultrasons
2. Résumé de la méthode
2.1 Procédure à faible concentration — L'échantillon est mélangé à du sulfate de sodium anhydre pour former une poudre fluide. Le mélange est extrait trois fois avec un solvant, par extraction ultrasonique. L'extrait est séparé de l'échantillon par filtration sous vide ou centrifugation. L'extrait est prêt pour la concentration finale, le nettoyage et/ou l'analyse.
2.2 Procédure de concentration moyenne / élevée — L'échantillon est mélangé à du sulfate de sodium anhydre pour former une poudre fluide. Celle-ci est extraite une fois avec du solvant, en utilisant une extraction par ultrasons. Une partie de l'extrait est recueillie pour nettoyage et/ou analyse.
3. Définitions
Se référer au chapitre 1 et aux instructions du fabricant pour les définitions qui peuvent être pertinentes pour cette méthode.
4. Interférences
4.1 Les solvants, les réactifs, la verrerie et tout autre matériel de traitement des échantillons peuvent produire des artefacts et/ou des interférences dans l'analyse des échantillons. Il faut démontrer que tous ces matériaux sont exempts d'interférences dans les conditions de l'analyse en analysant des blancs de méthode.
Une sélection spécifique des réactifs et une purification des solvants par distillation dans les systèmes tout-verre peuvent s'avérer nécessaires. Se référer à chaque méthode à utiliser pour des conseils spécifiques sur les procédures de contrôle de la qualité et au chapitre 4 pour des conseils généraux sur le nettoyage de la verrerie.
4.2 Les interférences sont généralement spécifiques aux analytes concernés. Par conséquent, se référer à la méthode 3500 et aux méthodes déterminatives appropriées pour des conseils spécifiques sur les interférences d'extraction.
5. La sécurité
Cette méthode n'aborde pas toutes les questions de sécurité liées à son utilisation. Le laboratoire est responsable du maintien d'un environnement de travail sûr et d'un dossier de sensibilisation à jour sur les réglementations de l'OSHA concernant la manipulation en toute sécurité des produits chimiques énumérés dans cette méthode. Un fichier de référence des fiches de données de sécurité (FDS) doit être mis à la disposition de tout le personnel impliqué dans ces analyses.
6. Équipement et fournitures
La mention de noms commerciaux ou de produits commerciaux dans ce manuel n'est faite qu'à titre d'exemple et ne constitue pas une approbation ou une recommandation exclusive d'utilisation de la part de l'EPA. Les produits et réglages d'instruments cités dans les méthodes SW-846 représentent les produits et réglages utilisés lors de l'élaboration de la méthode ou évalués ultérieurement par l'Agence. La verrerie, les réactifs, les fournitures, l'équipement et les réglages autres que ceux énumérés dans le présent manuel peuvent être utilisés à condition que les performances de la méthode en fonction de l'application prévue aient été démontrées et documentées.
Cette section ne répertorie pas la verrerie de laboratoire courante (par exemple, les béchers et les flacons).
6.2 Préparation par ultrasons — Un dispositif de type cornet équipé d'un embout en titane, ou un dispositif permettant d'obtenir des performances appropriées, doit être utilisé. (par ex. UP200Ht ou UP200St)
6.2.1 Disrupteur à ultrasons — Le disrupteur doit avoir une puissance minimale de 300 watts, avec une capacité d'émission d'impulsions. Il est recommandé d'utiliser un dispositif conçu pour réduire le bruit de cavitation. Suivre les instructions du fabricant pour préparer le broyeur à l'extraction d'échantillons à faible et moyenne/haute concentration. (par ex. UP400S)
6.2.2 Utiliser une corne de 3/4 de pouce pour la méthode à faible concentration et une micropointe conique de 1/8 de pouce fixée à une corne de 1/2 pouce pour la méthode à moyenne/haute concentration.
6.3 Caisson de protection acoustique - Pour éviter les lésions auditives, il est recommandé d'utiliser un caisson de protection acoustique (par exemple, le caisson de protection acoustique SPB-L). Le bruit de cavitation du processus de sonification peut ainsi être considérablement réduit.
Autres équipements
6.4.1 Four de séchage — Capable de maintenir une température de 105 degrés Celsius.
6.4.2 Déshydrateur.
6.4.3 Creusets — Porcelaine ou aluminium jetable.
6.5 Pipettes Pasteur — 1 ml, verre, jetable.
6.7 Appareil de filtration sous vide ou sous pression
6.7.1 Entonnoir de Buchner
6.7.2 Papier filtre
6.8 Appareil Kuderna-Danish (K-D)
6.8.1 Tube concentrateur — 10 ml, gradués. Un bouchon en verre rodé est utilisé pour éviter l'évaporation des extraits.
6.8.2 Ballon d'évaporation — 500 ml. Fixer le ballon au tube concentrateur à l'aide de ressorts, de pinces ou d'un dispositif équivalent.
6.8.3 Colonne Snyder — Macro à trois balles.
6.8.4 Colonne Snyder — Micro à deux balles.
6.8.5 Ressorts — 1/2 pouce.
6.9 Système de récupération des vapeurs de solvants.
REMARQUE : Cette verrerie est recommandée pour la récupération des solvants lors des procédures de concentration nécessitant l'utilisation de concentrateurs évaporatifs Kuderna-Danish. L'incorporation de cet appareil peut être exigée par les réglementations fédérales, nationales ou locales qui régissent les émissions atmosphériques de substances organiques volatiles. L'EPA recommande l'incorporation de ce type de système de récupération comme méthode de mise en œuvre d'un programme de réduction des émissions. La récupération des solvants est un moyen de se conformer aux initiatives de minimisation des déchets et de prévention de la pollution.
6.10 Copeaux d'ébullition — Extraction par solvant, environ 10/40 mesh (carbure de silicium ou équivalent).
6.11 Bain-marie — Chauffé, avec un couvercle à anneau concentrique, capable de contrôler la température à ± 5 degrés Celsius. Le bain doit être utilisé sous une hotte.
6.12 Bilan — Chargement par le haut, capable de peser avec précision à 0,01 g près.
6.13 Flacons — 2-mL, pour passeur d'échantillons GC, équipés de bouchons à vis revêtus de polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou de bouchons à sertir.
6.14 Flacons à scintillation en verre — 20 ml, équipés de bouchons à vis revêtus de PTFE.
6.15 Spatule — Acier inoxydable ou PTFE.
6.16 Colonne de séchage — Colonne chromatographique en verre borosilicaté de 20 mm de diamètre intérieur avec laine de verre au fond.
NOTE : Les colonnes avec disques en verre fritté sont difficiles à décontaminer après avoir été utilisées pour sécher des extraits hautement contaminés. Des colonnes sans frittes peuvent être achetées.
Utiliser un petit tampon de laine de verre pour retenir l'adsorbant. Prélaver le tampon de laine de verre avec 50 ml d'acétone suivis de 50 ml du solvant d'élution avant de remplir la colonne avec l'adsorbant.
6.17 Appareil d'évaporation de l'azote (facultatif) — N-Evap, 12 ou 24 positions (modèle 112 d'Organomation ou équivalent).
7. Réactifs et étalons
7.2 Eau réactive exempte de matières organiques. Toutes les références à l'eau dans la présente méthode se rapportent à l'eau réactive exempte de matières organiques, telle que définie au chapitre 1.
7.3 Sulfate de sodium (granulé, anhydre), Na2SO4. Purifier en chauffant à 400 °C pendant 4 heures dans un plateau peu profond ou en pré-nettoyant le sulfate de sodium avec du chlorure de méthylène. Si le sulfate de sodium est pré-nettoyé avec du chlorure de méthylène, un blanc de méthode doit être analysé, démontrant qu'il n'y a pas d'interférence du sulfate de sodium.
7.4 Solvants d'extraction
Les échantillons doivent être extraits à l'aide d'un système de solvants qui permet une récupération optimale et reproductible des substances à analyser à partir de la matrice de l'échantillon, aux concentrations voulues. Le choix du solvant d'extraction dépend des analytes concernés et aucun solvant n'est universellement applicable à tous les groupes d'analytes. Quel que soit le système de solvants utilisé, y compris ceux spécifiquement répertoriés dans la présente méthode, l'analyste doit démontrer une performance adéquate pour les analytes concernés, aux niveaux concernés. Au minimum, cette démonstration comprendra la démonstration initiale de la compétence décrite dans la méthode 3500, en utilisant une matrice de référence propre. La méthode 8000 décrit les procédures qui peuvent être utilisées pour développer des critères de performance pour de telles démonstrations ainsi que pour les résultats des échantillons de contrôle de la matrice et du laboratoire.
De nombreux systèmes de solvants décrits ci-dessous comprennent la combinaison d'un solvant miscible à l'eau, tel que l'acétone, et d'un solvant non miscible à l'eau, tel que le chlorure de méthylène ou l'hexane. Le solvant miscible à l'eau a pour but de faciliter l'extraction de solides humides en permettant au solvant mélangé de pénétrer dans la couche d'eau à la surface des particules solides. Le solvant non miscible à l'eau permet d'extraire des composés organiques de polarités similaires. Ainsi, un solvant non polaire tel que l'hexane est souvent utilisé pour les analytes non polaires tels que les PCB, tandis qu'un solvant polaire tel que le chlorure de méthylène peut être utilisé pour les analytes polaires. La polarité de l'acétone peut également aider à extraire les analytes polaires dans les systèmes à solvants mixtes.
Le tableau 1 présente des exemples de données de récupération pour certains composés organiques semi-volatils extraits d'un MRS du NIST à l'aide de divers systèmes de solvants d'extraction. Les sections suivantes fournissent des conseils sur le choix des solvants pour différentes classes d'analytes.
Tous les solvants doivent être de qualité pesticide ou équivalente. Les solvants peuvent être dégazés avant utilisation.
7.4.1 Les substances organiques semi-volatiles peuvent être extraites avec de l'acétone/hexane (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), ou de l'acétone/chlorure de méthylène (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Les pesticides organochlorés peuvent être extraits avec de l'acétone/hexane (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), ou de l'acétone/chlorure de méthylène (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 Les PCB peuvent être extraits avec de l'acétone/hexane (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), ou de l'acétone/chlorure de méthylène (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2), ou de l'hexane (C6H14).
7.4.4 D'autres systèmes de solvants peuvent être utilisés, à condition que l'analyste puisse démontrer une performance adéquate pour les analytes d'intérêt, aux concentrations d'intérêt, dans la matrice de l'échantillon (voir la méthode 3500).
7.5 Solvants d'échange — Avec l'utilisation de certaines méthodes déterminatives, le solvant d'extraction devra être remplacé par un solvant compatible avec l'instrumentation utilisée dans cette méthode déterminative. Se référer à la méthode déterminative à utiliser pour la sélection du solvant d'échange approprié. Tous les solvants doivent être de qualité pesticide ou équivalente. Des exemples de solvants d'échange sont donnés ci-dessous.
7.5.1 Hexane, C6H14
7.5.2 2-Propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Cyclohexane, C6H12
7.5.4 Acétonitrile, CH3CN
7.5.5 Méthanol, CH3OH
Le caisson de protection acoustique SPB-L réduit considérablement le bruit de cavitation de la sonication.
8. Prélèvement, conservation et stockage des échantillons
8.1 Voir l'introduction du chapitre quatre, “Analytes organiques” Méthode 3500, et les méthodes spécifiques de détermination à employer.
8.2 Les échantillons solides à extraire par cette procédure doivent être collectés et stockés comme tout autre échantillon solide contenant des substances organiques semi-volatiles.
9. Contrôle de la qualité
9.2 Première démonstration de compétence
Chaque laboratoire doit démontrer sa compétence initiale pour chaque combinaison de méthodes de préparation d'échantillons et de méthodes déterminatives qu'il utilise en générant des données d'une exactitude et d'une précision acceptables pour les analytes cibles dans une matrice propre. Le laboratoire doit également répéter la démonstration de compétence chaque fois que de nouveaux membres du personnel sont formés ou que des changements importants sont apportés à l'instrumentation. Voir la méthode 8000 pour des informations sur la manière de réaliser une démonstration de compétence.
9.3 Dans un premier temps, avant de traiter tout échantillon, l'analyste doit démontrer que toutes les parties de l'équipement en contact avec l'échantillon et les réactifs sont exemptes d'interférences. Cela se fait par l'analyse d'un blanc de méthode. À titre de contrôle permanent, chaque fois que des échantillons sont extraits, nettoyés et analysés, et en cas de changement de réactifs, un blanc de méthode doit être extrait et analysé pour les composés d'intérêt, afin de se prémunir contre une contamination chronique du laboratoire.
9.4 Tous les blancs de méthode, les échantillons de dopage de matrice ou les échantillons répliqués doivent être soumis aux mêmes procédures analytiques (section 11.0) que celles utilisées pour les échantillons réels.
9.5 Les pratiques standard d'assurance de la qualité doivent être utilisées avec cette méthode, comme indiqué dans les documents de planification systématique appropriés et les modes opératoires normalisés du laboratoire. Toutes les conditions de fonctionnement des instruments doivent être enregistrées.
9.6 Se référer également à la méthode 3500 pour les procédures de contrôle de la qualité de l'extraction et de la préparation des échantillons et les méthodes déterminatives à utiliser pour les procédures de CQ déterminatif.
9.7 Lorsqu'ils sont mentionnés dans la méthode déterminative appropriée, les étalons de substitution doivent être ajoutés à tous les échantillons avant l'extraction. Voir les méthodes 3500 et 8000 et les méthodes déterminatives appropriées pour plus d'informations.
9.8 Comme indiqué précédemment, l'utilisation de toute technique d'extraction, y compris l'extraction par ultrasons, doit être étayée par des données démontrant la performance du système de solvants et des conditions d'exploitation spécifiques pour les analytes d'intérêt, aux niveaux d'intérêt, dans la matrice de l'échantillon.
10. Étalonnage et normalisation
Il n'y a pas d'étapes d'étalonnage ou de normalisation directement associées à cette procédure d'extraction d'échantillon.
11. Procédure
Comme indiqué à la section 1.4, l'extraction par ultrasons peut ne pas être une méthode aussi rigoureuse que d'autres méthodes d'extraction pour les sols/solides. Il est donc essentiel que cette méthode soit suivie de manière explicite (y compris les instructions du fabricant) afin d'obtenir une efficacité d'extraction maximale. Au minimum, pour une utilisation réussie de cette technique :
11.1 Traitement des échantillons
11.1.2 Échantillons de déchets — Les échantillons constitués de phases multiples doivent être préparés avant l'extraction par la procédure de séparation des phases décrite au chapitre deux. Cette procédure d'extraction ne concerne que les solides.
11.1.3 Échantillons de déchets secs pouvant être broyés — Broyer ou subdiviser les déchets de manière à ce qu'ils passent à travers un tamis de 1 mm ou qu'ils puissent être extrudés à travers un trou de 1 mm. Introduire suffisamment d'échantillon dans l'appareil de broyage pour obtenir au moins 10 g après le broyage.
ATTENTION : Le séchage et le broyage doivent être effectués sous une hotte, afin d'éviter la contamination du laboratoire.
11.1.4 Matières gommeuses, fibreuses ou huileuses ne se prêtant pas au broyage — Couper, déchiqueter ou réduire la taille de ces matériaux afin de permettre le mélange et l'exposition maximale des surfaces de l'échantillon pour l'extraction.
11.2 Détermination du pourcentage de poids sec — Lorsque les résultats de l'échantillon doivent être calculés sur la base du poids sec, une portion distincte de l'échantillon doit être pesée en même temps que la portion utilisée pour la détermination analytique.
ATTENTION : Le four de séchage doit être placé sous une hotte ou ventilé. Une contamination importante du laboratoire peut résulter d'un échantillon de déchets dangereux fortement contaminé.
Immédiatement après avoir pesé l'aliquote de l'échantillon à extraire, peser une aliquote supplémentaire de 5 à 10 g de l'échantillon dans un creuset taré. Sécher cette aliquote pendant une nuit à 105 °C. Laisser refroidir dans un dessiccateur avant de peser. Laisser refroidir dans un dessiccateur avant de peser.
Calculer le pourcentage de poids sec comme suit :
% de poids sec = (g d'échantillon sec / g d'échantillon) x 100
Cette aliquote séchée au four n'est pas utilisée pour l'extraction et doit être éliminée de manière appropriée une fois que le poids sec a été déterminé.
11.3 Procédure d'extraction à faible concentration
Cette procédure s'applique aux échantillons solides dont on s'attend à ce qu'ils contiennent une quantité d'analyses organiques inférieure ou égale à 20 mg/kg.
Étapes avant la sonication
11.3.1 Les étapes suivantes doivent être effectuées rapidement pour éviter la perte des substances extractibles les plus volatiles.
11.3.1.1 Peser environ 30 g d'échantillon dans un bécher de 400 ml. Noter le poids à 0,1 g près.
11.3.1.2 Pour l'échantillon de chaque lot choisi pour le dopage, ajouter 1,0 mL de la solution de dopage de la matrice. Consulter la méthode 3500 pour obtenir des conseils sur le choix approprié des composés et des concentrations de dopage de la matrice. Voir également la note de la section 11.3.
11.3.1.3 Ajouter 1,0 mL de la solution étalon de substitution à tous les échantillons, aux échantillons dopés, aux échantillons de contrôle de la qualité et aux blancs. Consulter la méthode 3500 pour obtenir des conseils sur le choix approprié des composés de substitution et des concentrations. Voir également la note de la section 11.3.
11.3.1.4 Si le nettoyage par perméation de gel (voir la méthode 3640) doit être utilisé, l'analyste doit soit ajouter deux fois le volume de la solution de dopage du substitut (et de la solution de dopage de la matrice, le cas échéant), soit concentrer l'extrait final à la moitié du volume normal, afin de compenser la moitié de l'extrait qui est perdue en raison du chargement de la colonne de CPG. Voir également la note à la section 11.3.
11.3.1.5 Les échantillons non poreux ou humides (de type gommeux ou argileux) qui n'ont pas une texture sableuse fluide doivent être mélangés avec 60 g de sulfate de sodium anhydre, à l'aide d'une spatule. Si nécessaire, il est possible d'ajouter davantage de sulfate de sodium. Après addition du sulfate de sodium, l'échantillon doit s'écouler librement. Voir également la note au point 11.3.
11.3.1.6 Ajouter immédiatement 100 mL du solvant d'extraction ou du mélange de solvants (voir la section 7.4 et le tableau 2 pour des renseignements sur le choix des solvants).
11.3.2 Placer la surface inférieure de l'embout du cornet disrupteur de 3/4 de pouce à environ 1/2 pouce sous la surface du solvant, mais au-dessus de la couche de sédiments.
REMARQUE : Veiller à ce que le klaxon à ultrasons / la sonotrode soit correctement monté(e) conformément aux instructions du fabricant.
11.3.3 Extraire l'échantillon par ultrasons pendant 3 minutes, avec la commande de sortie réglée à 100 % (pleine puissance) ou à la puissance recommandée par le fabricant, le commutateur de mode sur Pulse (énergie pulsée plutôt que continue) et le pourcentage du cycle de travail réglé à 50 % (énergie activée 50 % du temps et désactivée 50 % du temps). Ne pas utiliser la sonde à micropointe.
11.3.4 Décanter l'extrait et le filtrer sur du papier filtre (par exemple Whatman n° 41 ou équivalent) dans un entonnoir Buchner fixé à une fiole de filtration propre de 500 ml. Il est également possible de décanter l'extrait dans une bouteille à centrifuger et de le centrifuger à faible vitesse pour éliminer les particules.
11.3.5 Répéter l'extraction deux fois de plus avec deux autres portions de 100 ml de solvant propre. Décanter le solvant après chaque extraction par ultrasons. Après la dernière extraction ultrasonique, verser la totalité de l'échantillon dans l'entonnoir de Buchner, rincer le bécher avec le solvant d'extraction et ajouter le liquide de rinçage dans l'entonnoir.
Étapes après la sonication
11.3.6 Si nécessaire, concentrer l'extrait avant l'analyse en suivant la procédure décrite à la section 11.5. Sinon, passer à la section 11.7.
UP200St avec micro-pointe pour la sonication des échantillons
11.4 Procédure d'extraction à moyenne / haute concentration
Cette procédure s'applique aux échantillons solides qui devraient contenir plus de 20 mg/kg d'analytes organiques.
Étapes avant la sonication
11.4.2 Pour l'échantillon de chaque lot choisi pour le dopage, ajouter 1,0 mL de la solution de dopage de la matrice. Consulter la méthode 3500 pour obtenir des conseils sur le choix approprié des composés et des concentrations de dopage de la matrice. Voir également la note de la section 11.3.
11.4.3 Ajouter 1,0 mL de solution de dopage de substitution à tous les échantillons, aux échantillons dopés, aux échantillons de contrôle de la qualité et aux blancs. Consulter la Méthode 3500 pour obtenir des conseils sur le choix approprié des composés de dopage de la matrice et des concentrations. Voir également la note de la section 11.3.
11.4.4 Si le nettoyage par perméation de gel (voir la méthode 3640) doit être utilisé, l'analyste doit soit ajouter deux fois le volume de la solution de dopage du substitut (et de la solution de dopage de la matrice, le cas échéant), soit concentrer l'extrait final à la moitié du volume normal, afin de compenser la moitié de l'extrait qui est perdue en raison du chargement de la colonne de CPG.
11.4.5 Les échantillons non poreux ou humides (de type gommeux ou argileux) qui n'ont pas une texture sableuse fluide doivent être mélangés avec 2 g de sulfate de sodium anhydre, à l'aide d'une spatule. Si nécessaire, il est possible d'ajouter davantage de sulfate de sodium. Après ajout du sulfate de sodium, l'échantillon doit s'écouler librement (voir la note au point 11.3).
11.4.6 Ajouter immédiatement le volume de solvant nécessaire pour porter le volume final à 10,0 mL, en tenant compte du volume ajouté des substituts et des pics de la matrice (voir la section 7.4 et le tableau 2 pour obtenir des renseignements sur le choix des solvants).
11.4.7 Extraire l'échantillon à l'aide de la sonde ultrasonique à pointe effilée de 1/8 de pouce pendant 2 minutes au réglage de sortie 5 et avec le commutateur de mode sur l'impulsion et le pourcentage de cycle de travail à 50 %.
11.4.8 Emballer lâchement une pipette Pasteur jetable avec 2 à 3 cm de laine de verre. Filtrer l'extrait de l'échantillon à travers la laine de verre et recueillir l'extrait dans un récipient approprié. La totalité des 10 ml de solvant d'extraction ne peut être récupérée à partir de l'échantillon. Par conséquent, l'analyste doit prélever un volume adapté à la sensibilité de la méthode de détermination à utiliser. Par exemple, pour les méthodes qui ne nécessitent pas une concentration supplémentaire de l'extrait (par exemple, la méthode 8081 utilise généralement un volume d'extrait final de 10 ml), l'extrait peut être recueilli dans un flacon à scintillation ou dans un autre récipient pouvant être scellé. Pour les extraits qui devront être concentrés davantage, il est conseillé de prélever un volume standard pour tous ces échantillons afin de simplifier le calcul des résultats de l'échantillon final. Par exemple, prélever 5,0 ml d'extrait dans un tube concentrateur propre. Ce volume représente exactement la moitié du volume total de l'extrait de l'échantillon original. Si nécessaire, tenir compte de la “perte” de la moitié de l'extrait dans les calculs de l'échantillon final, ou concentrer l'extrait final à la moitié du volume final nominal (par exemple, 0,5 ml contre 1,0 ml) pour compenser la perte.
11.4.9 Si nécessaire, concentrer l'extrait avant l'analyse en suivant la procédure décrite dans les sections 11.5 ou 11.6. Sinon, passer à la section 11.7.
Techniques de concentration
Lorsque cela est nécessaire pour satisfaire aux critères de sensibilité, les extraits d'échantillons issus de la procédure d'extraction à faible concentration ou à concentration moyenne/élevée peuvent être concentrés au volume final nécessaire pour la méthode déterminante et l'application spécifique à utiliser, en utilisant soit la technique K-D, soit l'évaporation à l'azote.
11.5.1 Assembler un concentrateur Kuderna-Danish (K-D) en fixant un tube concentrateur de 10 ml à une fiole d'évaporation de taille appropriée.
11.5.2 Sécher l'extrait en le faisant passer dans une colonne de séchage contenant environ 10 g de sulfate de sodium anhydre. Recueillir l'extrait séché dans le concentrateur K-D.
11.5.3 Rincer le tube collecteur et la colonne de séchage dans la fiole K-D avec une portion additionnelle de 20 ml de solvant afin d'obtenir un transfert quantitatif.
11.5.4 Ajouter un ou deux copeaux d'ébullition propres à la fiole et fixer une colonne de Snyder à trois boules. Fixer la verrerie de récupération des vapeurs de solvant (condenseur et dispositif de collecte, voir section 6.9) à la colonne de Snyder de l'appareil K-D, en suivant les instructions du fabricant. Pré-humidifier la colonne de Snyder en ajoutant environ 1 ml de chlorure de méthylène (ou autre solvant approprié) au sommet de la colonne. Placer l'appareil K-D sur un bain d'eau chaude (15 – 20 EC au-dessus du point d'ébullition du solvant) de manière à ce que le tube concentrateur soit partiellement immergé dans l'eau chaude et que toute la surface inférieure arrondie du ballon soit baignée de vapeur chaude. Ajuster la position verticale de l'appareil et la température de l'eau si nécessaire pour réaliser la concentration en 10 – 20 min. Au rythme de distillation approprié, les billes de la colonne s'agitent activement, mais les chambres ne sont pas inondées. Lorsque le volume apparent de liquide atteint 1 ml, retirer l'appareil K-D du bain-marie et le laisser s'égoutter et refroidir pendant au moins 10 minutes.
ATTENTION : Ne pas laisser l'extrait se dessécher, car cela entraînerait une perte importante de certains analytes. Les pesticides organophosphorés sont particulièrement sensibles à ces pertes.
11.5.4.1 Si un échange de solvant est nécessaire (tel qu'indiqué au tableau 2 ou dans la méthode déterminative appropriée), retirer momentanément la colonne Snyder, ajouter 50 mL du solvant d'échange et une nouvelle puce d'ébullition.
11.5.4.2. Remettre en place la colonne Snyder. Concentrer l'extrait en augmentant la température du bain-marie, si nécessaire, pour maintenir un taux de distillation approprié.
11.5.5 Retirer la colonne de Snyder. Rincer le ballon K-D et les joints inférieurs de la colonne de Snyder dans le tube concentrateur avec 1 – 2 mL de solvant. L'extrait peut être concentré davantage en utilisant l'une des techniques décrites à la section 11.6, ou ajusté à un volume final de 5.0 – 10,0 mL à l'aide d'un solvant approprié (voir le tableau 2 ou la méthode déterminative appropriée). En cas de présence de cristaux de soufre, passer à la méthode 3660 pour le nettoyage.
11.6 Si une concentration supplémentaire est nécessaire, utiliser soit la technique de la colonne de micro-Snyder (voir Sec. 11.6.1), soit la technique de l'évaporation à l'azote (voir Sec. 11.6.2).
11.6.1 Technique de la colonne de Micro-Snyder
11.6.1.1 Ajouter une puce d'ébullition fraîche et propre au tube concentrateur et fixer une micro-colonne de Snyder à deux billes directement au tube concentrateur. Fixer la verrerie de récupération des vapeurs de solvant (condenseur et dispositif de collecte) à la micro-colonne de Snyder de l'appareil K-D, en suivant les instructions du fabricant. Préhumidifier la colonne de Snyder en ajoutant 0,5 ml de chlorure de méthylène ou de solvant d'échange au sommet de la colonne. Placer l'appareil de microconcentration dans un bain d'eau chaude de manière à ce que le tube concentrateur soit partiellement immergé dans l'eau chaude. Ajuster la position verticale de l'appareil et la température de l'eau, si nécessaire, pour compléter la concentration en 5 – 10 min. Au rythme de distillation approprié, les billes de la colonne s'entrechoquent activement, mais les chambres ne sont pas inondées.
11.6.1.2 Lorsque le volume apparent de liquide atteint 0,5 mL, retirer l'appareil du bain-marie et le laisser s'égoutter et refroidir pendant au moins 10 minutes. Retirer la colonne Snyder et rincer ses joints inférieurs dans le tube concentrateur avec 0,2 mL de solvant. Ajuster le volume final de l'extrait à 1,0 – 2,0 mL.
ATTENTION : Ne pas laisser l'extrait se dessécher, car cela entraînerait une perte importante de certains analytes. Les pesticides organophosphorés sont particulièrement sensibles à ces pertes.
11.6.2 Technique d'évaporation de l'azote
11.6.2.1 Placer le tube concentrateur dans un bain chaud (30 °C) et évaporer le volume de solvant jusqu'à 0,5 mL à l'aide d'un léger courant d'azote propre et sec (filtré à travers une colonne de charbon actif).
ATTENTION : Il ne faut pas utiliser de nouveaux tubes en plastique entre le piège à carbone et l'échantillon, car ils peuvent introduire des interférences de phtalates.
11.6.2.2. Rincer plusieurs fois la paroi interne du tube concentrateur avec du solvant pendant la concentration. Pendant l'évaporation, placer le tube concentrateur de manière à éviter la condensation de l'eau dans l'extrait. Dans le cadre d'une procédure normale, l'extrait ne doit pas devenir sec.
ATTENTION : Ne pas laisser l'extrait se dessécher, car cela entraînerait une perte importante de certains analytes. Les pesticides organophosphorés sont particulièrement sensibles à ces pertes.
11.7 L'extrait peut maintenant être soumis à des procédures de nettoyage ou analysé pour les analytes cibles à l'aide de la (des) technique(s) déterminante(s) appropriée(s). Si l'extrait ne doit pas être manipulé immédiatement, boucher le tube concentrateur et le conserver au réfrigérateur. Si l'extrait doit être conservé plus de deux jours, il doit être transféré dans un flacon muni d'un bouchon à vis revêtu de PTFE et étiqueté de manière appropriée.
12. Analyse des données et calculs
Aucun calcul n'est explicitement associé à cette procédure d'extraction. Voir la méthode déterminative appropriée pour le calcul des résultats finaux de l'échantillon.
13. Performance de la méthode
14. Prévention de la pollution
14.1 La prévention de la pollution englobe toutes les techniques qui réduisent ou éliminent la quantité et/ou la toxicité des déchets au point de production. Il existe de nombreuses possibilités de prévention de la pollution dans les laboratoires. L'EPA a établi une hiérarchie des techniques de gestion de l'environnement qui place la prévention de la pollution au premier rang des options de gestion. Dans la mesure du possible, le personnel de laboratoire doit utiliser des techniques de prévention de la pollution pour gérer sa production de déchets. Lorsque les déchets ne peuvent pas être réduits à la source, l'Agence recommande le recyclage comme deuxième meilleure option.
14.2 Pour des informations sur la prévention de la pollution qui peuvent s'appliquer aux laboratoires et aux instituts de recherche, consultez Less is Better : Laboratory Chemical Management for Waste Reduction, disponible auprès du département des relations gouvernementales et de la politique scientifique de l'American Chemical Society, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Gestion des déchets
Il convient également de respecter la lettre et l'esprit de tous les permis et règlements relatifs aux rejets dans les égouts, ainsi que tous les règlements relatifs aux déchets solides et dangereux, en particulier les règles d'identification des déchets dangereux et les restrictions relatives à l'élimination des déchets dans les sols. Pour de plus amples informations sur la gestion des déchets, consultez le manuel de gestion des déchets à l'intention du personnel de laboratoire, disponible auprès de l'American Chemical Society à l'adresse indiquée à la section 14.2.
16. Références
- EPA (AGENCE POUR LA PROTECTION DE L'ENVIRONNEMENT), “Étude de comparaison interlaboratoire : Méthodes pour les composés volatils et semi-volatils,” 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, “Évaluation des méthodes 3540 (Soxhlet) et 3550 (Sonication) pour l'évaluation des analytes de l'annexe IX à partir d'échantillons solides,” S-CUBED, Report for EPA Contract 68-03-33-75, Work Assignment No. 03, Document No. SSS-R- 88-9436, octobre 1988.
Qu'il faut savoir
Homogénéisateurs de tissus par ultrasons sont souvent dénommés sonicateur à sonde, lyser ultrasonique, disruptor ultrasons, meuleuse ultrasons, sono-rupteur, sonifier, dismembrator sonic, perturbateur cellulaire, disperseur ultrasonique ou dissolver. Les différents termes proviennent de diverses applications qui peuvent être satisfaites par la sonication.
Différentes tailles de sonotrodes pour l'UP200Ht