Guida all'estrazione a ultrasuoni EPA3550
estrazione ad ultrasuoni è un metodo di estrazione verde e rispettoso dell'ambiente che può essere applicato a piccoli campioni di laboratorio e per l'estrazione di composti preziosi su scala di produzione commerciale. La United State Environmental Protection Agency (EPA) raccomanda una varietà di chimica analitica e metodologie di test caratteristici, campionamento e monitoraggio ambientale e garanzia della qualità a sostegno del Resource Conservation and Recovery Act (RCRA). Per l'estrazione assistita da ultrasuoni, l'EPA ha rilasciato la seguente guida:
METODO 3550C – estrazione ad ultrasuoni
1. Ambito di applicazione
Inoltre, i metodi SW-846, ad eccezione dell'uso richiesto per l'analisi di parametri definiti dal metodo, sono intesi come metodi di orientamento che contengono informazioni generali su come eseguire una procedura analitica o una tecnica che un laboratorio può utilizzare come punto di partenza di base per generare la propria procedura operativa standard dettagliata (SOP), sia per il proprio uso generale o per una specifica applicazione di progetto. I dati di prestazione inclusi in questo metodo hanno solo scopo orientativo e non sono e non devono essere utilizzati come criteri di accettazione dei QC assoluti per l'accreditamento dei laboratori.
1.1 Il presente metodo descrive una procedura per l'estrazione di composti organici non volatili e semivolatili da solidi quali terreni, fanghi e rifiuti. Il processo ad ultrasuoni assicura l'intimo contatto della matrice del campione con il solvente di estrazione.
1.2 Questo metodo si divide in due procedure, basate sulla concentrazione prevista di composti organici. La procedura a bassa concentrazione (Sez. 11.3) è prevista per i singoli componenti organici a meno di 20 mg/kg o uguale a 20 mg/kg e utilizza campioni di dimensioni maggiori e tre estrazioni seriali (concentrazioni inferiori sono più difficili da estrarre). La procedura di concentrazione medio/alta (Sez. 11.4) è prevista per i singoli componenti organici a più di 20 mg/kg e utilizza il campione più piccolo e una singola estrazione.
1.3 Si raccomanda vivamente di sottoporre gli estratti ad una qualche forma di pulizia (ad esempio, utilizzando un metodo della serie 3600) prima dell'analisi.
1.4 È fondamentale che il metodo (comprese le istruzioni del fabbricante) sia seguito esplicitamente per ottenere la massima efficienza di estrazione. Si veda il Paragrafo 11.0 per una discussione sugli aspetti critici della procedura di estrazione. Consultare le istruzioni del produttore per quanto riguarda le impostazioni operative specifiche.
1.5 Questo metodo descrive almeno tre sistemi a solvente di estrazione che possono essere utilizzati per diversi gruppi di analiti (cfr. par. 7.4). Possono essere utilizzati altri sistemi a solvente, a condizione che sia possibile dimostrare prestazioni adeguate per gli analiti di interesse. La scelta del solvente di estrazione dipende dagli analiti di interesse e nessun singolo solvente è universalmente applicabile a tutti i gruppi di analiti. Come risultato delle preoccupazioni circa l'efficienza dell'estrazione a ultrasuoni, in particolare a concentrazioni vicine o inferiori a circa 10 μg/kg, è imperativo che l'analista dimostri le prestazioni del sistema specifico di solvente e le condizioni operative per gli analiti di interesse e le concentrazioni di interesse. Questa dimostrazione si applica a tutti i sistemi a solvente utilizzati, compresi quelli specificamente elencati nel presente metodo. Tale dimostrazione comprenderà almeno la dimostrazione iniziale di competenza descritta nel metodo 3500, utilizzando una matrice di riferimento pulita. Il metodo 8000 descrive le procedure che possono essere utilizzate per sviluppare criteri di prestazione per tali dimostrazioni, nonché per i risultati dei campioni di controllo della matrice e dei campioni di laboratorio.
1.6 L'EPA osserva che esistono pochi dati pubblicati sull'efficienza dell'estrazione a ultrasuoni per quanto riguarda i pesticidi organofosforo a basse concentrazioni (ppb) pari o inferiori a una parte per miliardo (ppb). Di conseguenza, l'uso di questo metodo, in particolare per questi composti, dovrebbe essere supportato da dati di rendimento come quelli discussi sopra e nel metodo 3500.
1.7 Prima di utilizzare questo metodo, si consiglia agli analisti di consultare il metodo di base per ogni tipo di procedura che può essere utilizzata nell'analisi complessiva (ad esempio, i metodi 3500, 3600, 3600, 5000 e 8000) per ulteriori informazioni sulle procedure di controllo qualità, lo sviluppo di criteri di accettazione del controllo qualità, i calcoli e le linee guida generali. Gli analisti dovrebbero inoltre consultare la dichiarazione di esonero di responsabilità nella parte anteriore del manuale e le informazioni di cui al capitolo 2 per avere indicazioni sulla flessibilità prevista nella scelta dei metodi, degli apparecchi, dei materiali, dei reagenti e delle forniture, e sulle responsabilità dell'analista per dimostrare che le tecniche utilizzate sono appropriate per gli analiti di interesse, nella matrice di interesse e ai livelli di preoccupazione.
Inoltre, gli analisti e gli utenti dei dati sono informati che, tranne quando esplicitamente specificato in un regolamento, l'uso dei metodi SW-846 non è obbligatorio in risposta ai requisiti federali di prova. Le informazioni contenute in questo metodo sono fornite dall'EPA come guida che deve essere utilizzata dall'analista e dalla comunità regolamentata per formulare i giudizi necessari a generare risultati che soddisfino gli obiettivi di qualità dei dati per l'applicazione prevista.
1.8 L'uso di questo metodo è limitato all'uso da parte o sotto la supervisione di analisti adeguatamente preparati ed esperti. Ogni analista deve dimostrare la capacità di generare risultati accettabili con questo metodo. Come notato sopra, tali dimostrazioni sono specifiche per gli analiti di interesse e per il sistema a solvente utilizzato, nonché per le procedure per i campioni a bassa e media/alta concentrazione.
VialTweeter per la preparazione di campioni ad ultrasuoni
2. Sintesi del metodo
2.1 Procedura a bassa concentrazione — Il campione viene mescolato con solfato di sodio anidro per formare una polvere scorrevole. La miscela viene estratta con solvente tre volte, mediante estrazione ad ultrasuoni. L'estratto viene separato dal campione mediante filtrazione sotto vuoto o centrifugazione. L'estratto è pronto per la concentrazione finale, la pulizia e/o l'analisi.
2.2 Procedura di media/alta concentrazione — Il campione viene mescolato con solfato di sodio anidro per formare una polvere scorrevole. Questo viene estratto con solvente una volta, utilizzando l'estrazione ad ultrasuoni. Una parte dell'estratto viene raccolta per la pulizia e/o l'analisi.
3. Definizioni
Fare riferimento al Capitolo Uno e alle istruzioni del produttore per le definizioni che possono essere rilevanti per questo metodo.
4. Interferenze
4.1 Solventi, reagenti, vetreria e altri strumenti per il trattamento dei campioni possono produrre artefatti e/o interferenze nell'analisi dei campioni. Tutti questi materiali devono dimostrare di essere esenti da interferenze nelle condizioni dell'analisi analizzando gli spazi vuoti del metodo.
Può essere necessaria una selezione specifica dei reagenti e la purificazione dei solventi mediante distillazione in sistemi interamente in vetro. Fare riferimento a ciascun metodo da utilizzare per le linee guida specifiche sulle procedure di controllo della qualità e al capitolo 4 per le linee guida generali sulla pulizia delle vetrerie.
4.2 Le interferenze sono solitamente specifiche per gli analiti di interesse. Pertanto, fare riferimento al metodo 3500 e ai metodi determinanti appropriati per le linee guida specifiche sulle interferenze di estrazione.
5. La sicurezza
Questo metodo non affronta tutti i problemi di sicurezza associati al suo utilizzo. Il laboratorio è responsabile del mantenimento di un ambiente di lavoro sicuro e di un file di conoscenza delle norme OSHA relative alla manipolazione sicura delle sostanze chimiche elencate in questo metodo. Un file di riferimento delle schede di dati di sicurezza dei materiali (MSDS) dovrebbe essere a disposizione di tutto il personale coinvolto in queste analisi.
6. Attrezzature e forniture
La menzione di nomi commerciali o prodotti commerciali in questo manuale ha solo scopo illustrativo e non costituisce un'approvazione EPA o una raccomandazione esclusiva per l'uso. I prodotti e le impostazioni degli strumenti citati nei metodi SW-846 rappresentano i prodotti e le impostazioni utilizzati durante lo sviluppo del metodo o successivamente valutati dall'Agenzia. È possibile utilizzare vetreria, reagenti, forniture, apparecchiature e impostazioni diverse da quelle elencate nel presente manuale, a condizione che siano state dimostrate e documentate le prestazioni del metodo appropriato per l'applicazione prevista.
Questa sezione non elenca le comuni vetrerie di laboratorio (ad es. bicchieri e fiaschi).
- – Purificazione
- – Lisciviazione del suono
- – Degrado
6.2 Preparazione ad ultrasuoni — È necessario utilizzare un dispositivo di tipo a tromba dotato di punta in titanio o un dispositivo in grado di fornire prestazioni adeguate. (ad esempio UP200Ht o UP200St)
6.2.1 Interruttore ad ultrasuoni — Il disruptivo deve avere una potenza minima di 300 watt, con capacità pulsante. Si raccomanda un dispositivo progettato per ridurre il suono di cavitazione. Seguire le istruzioni del produttore per la preparazione del distruttore per l'estrazione di campioni a bassa e medio/alta concentrazione. (ad esempio UP400S)
6.2.2.2 Utilizzare un corno da 3/4 di pollice per la procedura del metodo a bassa concentrazione e un micropunta conica da 1/8 di pollice collegata ad un corno da 1/2 pollice per la procedura del metodo a media/alta concentrazione.
6.3 Protezione acustica - Per evitare danni all'udito, si raccomanda l'uso di un involucro di protezione acustica (ad es. cassa di protezione acustica SPB-L). In questo modo, il rumore cavitazionale del processo di sonicazione può essere notevolmente ridotto.
Ulteriori attrezzature
6.4.1 Forno di essiccazione — In grado di mantenere 105 gradi C.
6.4.2 Essiccatore.
6.4.3 Crogioli — Porcellana o alluminio usa e getta.
6.5 Pipette Pasteur — 1 ml, vetro, usa e getta.
6.7 Apparecchi di filtrazione sotto vuoto o sotto pressione
6.7.1 Imbuto Buchner
6.7.2 Carta da filtro
6,8 Apparecchio Kuderna-danese (K-D)
6.8.1 Tubo concentratore — 10 ml, graduato. Un tappo di vetro smerigliato viene utilizzato per prevenire l'evaporazione degli estratti.
6.8.2 Pallone di evaporazione — 500 ml. Fissare il pallone al tubo concentratore con molle, morsetti o equivalenti.
6.8.3 Colonna Snyder — Macro a tre palle.
6.8.4 Colonna Snyder — Microsfera a due sfere.
6.8.5 Molle — Un centimetro e mezzo.
6.9 Sistema di recupero dei vapori dei solventi.
NOTA: Questa vetreria è raccomandata per il recupero dei solventi durante le procedure di concentrazione che richiedono l'uso di concentratori evaporativi Kuderna-danese. L'incorporazione di questo apparecchio può essere richiesta dalle normative federali, statali o comunali che regolano le emissioni nell'aria di sostanze organiche volatili. L'EPA raccomanda l'inserimento di questo tipo di sistema di bonifica come metodo per attuare un programma di riduzione delle emissioni. Il recupero dei solventi è un mezzo per conformarsi alle iniziative di minimizzazione dei rifiuti e di prevenzione dell'inquinamento.
6.10 Ebollizione dei chip — Estratto a solvente, circa 10/40 mesh (carburo di silicio o equivalente).
6.11 Bagno d'acqua — Riscaldato, con coperchio ad anello concentrico, in grado di controllare la temperatura a ± 5 gradi Celsius. Il bagno deve essere usato in una cappa.
6.12 Saldo — Caricamento dall'alto, in grado di pesare con precisione con un'approssimazione di 0,01 g.
6.13 Fiale — 2 ml, per autocampionatore GC, dotato di tappi a vite rivestiti in politetrafluoroetilene (PTFE) o tappi a crimpare.
6.14 Fiale per scintillazione in vetro — 20 ml, con tappi a vite rivestiti in PTFE.
6.15 Spatola — Acciaio inossidabile o PTFE.
6.16 Colonna di essiccazione — Colonna cromatografica in vetro borosilicato di 20 mm di diametro con fondo in lana di vetro.
NOTA: Le colonne con dischi di vetro fritti sono difficili da decontaminare dopo che sono state utilizzate per essiccare estratti altamente contaminati. Le colonne senza fritte possono essere acquistate.
Utilizzare un piccolo tampone di lana di vetro per trattenere l'adsorbente. Prelavaggio del tampone in lana di vetro con 50 ml di acetone seguito da 50 ml del solvente di eluizione prima dell'imballaggio della colonna con adsorbente.
6.17 Apparecchiatura per l'evaporazione dell'azoto (opzionale) — N-Evap, 12 o 24 posizioni (Modello Organizzativo 112 o equivalente).
7. Reagenti e standard
7.2 Acqua reattiva priva di sostanze organiche. Tutti i riferimenti all'acqua in questo metodo si riferiscono ad acqua reattiva priva di sostanze organiche, come definito nel capitolo uno.
7.3 Solfato di sodio (granulare, anidro), Na2SO4. Purificare riscaldando a 400 gradi C per 4 ore in un vassoio poco profondo o pulendo preventivamente il solfato di sodio con cloruro di metilene. Se il solfato di sodio è pre-pulito con cloruro di metilene, si deve analizzare un metodo in bianco, dimostrando che non vi è alcuna interferenza del solfato di sodio.
7.4 Solventi di estrazione
I campioni devono essere estratti utilizzando un sistema a solvente che consente di ottenere un recupero ottimale e riproducibile degli analiti di interesse dalla matrice del campione, alle concentrazioni di interesse. La scelta del solvente di estrazione dipende dagli analiti di interesse e nessun singolo solvente è universalmente applicabile a tutti i gruppi di analiti. Qualunque sia il sistema a solvente utilizzato, compresi quelli specificamente elencati in questo metodo, l'analista deve dimostrare prestazioni adeguate per gli analiti di interesse, ai livelli di interesse. Tale dimostrazione comprenderà almeno la dimostrazione iniziale di competenza descritta nel metodo 3500, utilizzando una matrice di riferimento pulita. Il metodo 8000 descrive le procedure che possono essere utilizzate per sviluppare criteri di prestazione per tali dimostrazioni, nonché per i risultati dei campioni di controllo della matrice e dei campioni di laboratorio.
Molti dei sistemi a solvente descritti di seguito includono la combinazione di un solvente miscibile in acqua, come l'acetone, e un solvente immiscibile in acqua, come il cloruro di metilene o l'esano. Lo scopo del solvente miscibile in acqua è quello di facilitare l'estrazione di solidi umidi permettendo al solvente misto di penetrare lo strato d'acqua della superficie delle particelle solide. Il solvente idrosolubile estrae composti organici con polarità simili. Pertanto, un solvente non polare come l'esano è spesso utilizzato per gli analiti non polari come i PCB, mentre un solvente polare come il cloruro di metilene può essere utilizzato per gli analiti polari. La polarità dell'acetone può anche aiutare ad estrarre gli analiti polari in sistemi a solvente misto.
La tabella 1 fornisce dati di recupero di esempio per composti organici semivolatili selezionati estratti da un MSR del NIST utilizzando vari sistemi di solventi di estrazione. Le sezioni seguenti forniscono indicazioni sulla scelta dei solventi per le varie classi di analiti.
Tutti i solventi devono essere di qualità pesticida o equivalenti. I solventi possono essere degassati prima dell'uso.
7.4.1 Le sostanze organiche semivolatili possono essere estratte con acetone/esano (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), o acetone/cloruro di metilene (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2Cl2).
7.4.2 I pesticidi organoclorurati possono essere estratti con acetone/esano (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), o acetone/cloruro di metilene (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2Cl2).
7.4.3 I PCB possono essere estratti con acetone/esano (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), o acetone/cloruro di metilene (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2Cl2), o esano (C6H14).
7.4.4.4 Possono essere utilizzati altri sistemi a solvente, a condizione che l'analista possa dimostrare prestazioni adeguate per gli analiti di interesse, alle concentrazioni di interesse, nella matrice del campione (vedi metodo 3500).
7.5 Solventi di scambio — Con l'uso di alcuni metodi determinanti, il solvente di estrazione dovrà essere sostituito con un solvente compatibile con la strumentazione utilizzata in tale metodo determinante. Fare riferimento al metodo determinante da utilizzare per la scelta del solvente di scambio appropriato. Tutti i solventi devono essere di qualità pesticida o equivalenti. Di seguito sono riportati alcuni esempi di solventi di scambio.
7.5.1 Esano, C6H14
7.5.2 2-Propanolo, (CH3)2CHOH
7.5.3 Cicloesano, C6H12
7.5.4 Acetonitrile, CH3CN
7.5.5.5 Metanolo, CH3OH
La cassa di protezione acustica SPB-L riduce sostanzialmente il rumore cavitazionale della sonicazione.
8. Raccolta, conservazione e conservazione dei campioni
8.1 Si veda il materiale introduttivo al capitolo quattro, “Analiti organici” Metodo 3500 e i metodi determinanti specifici da utilizzare.
8.2 I campioni solidi da estrarre con questa procedura devono essere raccolti e conservati come qualsiasi altro campione solido contenente sostanze organiche semivolatili.
9. Controllo Qualità
9.2 Dimostrazione iniziale di competenza
Ogni laboratorio deve dimostrare la competenza iniziale con ogni preparazione del campione e la combinazione di metodi determinanti che utilizza, generando dati di accuratezza e precisione accettabili per gli analiti bersaglio in una matrice pulita. Il laboratorio deve inoltre ripetere la dimostrazione di competenza ogni volta che vengono formati nuovi membri del personale o che vengono apportate modifiche significative alla strumentazione. Vedere il Metodo 8000 per informazioni su come realizzare una dimostrazione di competenza.
9.3 Inizialmente, prima di analizzare i campioni, l'analista deve dimostrare che tutte le parti dell'apparecchiatura a contatto con il campione e i reagenti sono privi di interferenze. Ciò avviene attraverso l'analisi di un metodo blank. Come controllo continuo, ogni volta che i campioni sono estratti, puliti e analizzati, e quando c'è un cambiamento nei reagenti, un metodo vuoto dovrebbe essere estratto e analizzato per i composti di interesse come salvaguardia contro la contaminazione cronica di laboratorio.
9.4 Tutti i campioni grezzi del metodo, i campioni con punte a matrice o campioni replicati devono essere sottoposti alle stesse procedure analitiche (Sec. 11.0) di quelle utilizzate per i campioni effettivi.
9.5 Le pratiche standard di garanzia della qualità dovrebbero essere utilizzate con questo metodo, come indicato nei documenti di pianificazione sistematica e nelle POS di laboratorio. Tutte le condizioni operative dello strumento devono essere registrate.
9.6 Consultare anche il Metodo 3500 per le procedure di estrazione e controllo qualità della preparazione dei campioni e i metodi determinanti da utilizzare per le procedure determinanti di controllo qualità.
9.7 Se elencati nel metodo di determinazione appropriato, a tutti i campioni devono essere aggiunti standard surrogati prima dell'estrazione. Per ulteriori informazioni si vedano i metodi 3500 e 8000 e i metodi di determinazione appropriati.
9.8 Come osservato in precedenza, l'uso di qualsiasi tecnica di estrazione, compresa l'estrazione ad ultrasuoni, dovrebbe essere supportato da dati che dimostrino le prestazioni del sistema specifico di solvente e le condizioni operative per gli analiti di interesse, ai livelli di interesse, nella matrice del campione.
10. Taratura e Standardizzazione
Non ci sono fasi di calibrazione o standardizzazione direttamente associate a questa procedura di estrazione del campione.
11. Procedura
Come osservato nel Paragrafo 1.4, l'estrazione ad ultrasuoni può non essere un metodo così rigoroso come altri metodi di estrazione per terreni/solidi. Pertanto, è fondamentale che questo metodo sia seguito esplicitamente (comprese le istruzioni del produttore) per ottenere la massima efficienza di estrazione. Come minimo, per un uso efficace di questa tecnica:
11.1 Gestione dei campioni
11.1.2 Campioni di rifiuti — I campioni costituiti da fasi multiple devono essere preparati prima dell'estrazione mediante la procedura di separazione di fase descritta nel capitolo 2. Questa procedura di estrazione è riservata ai soli solidi.
11.1.3 Campioni di rifiuti secchi che possono essere macinati — Macinare o altrimenti suddividere i rifiuti in modo che passino attraverso un setaccio da 1 mm o possano essere estrusi attraverso un foro da 1 mm. Introdurre nel macinatore un campione sufficiente a produrre almeno 10 g dopo la macinazione.
ATTENZIONE: L'asciugatura e la macinazione devono essere effettuate in una cappa, per evitare la contaminazione del laboratorio.
11.1.4 Materie gommose, fibrose o oleose non atte alla macinazione — Tagliare, triturare o altrimenti ridurre le dimensioni di questi materiali per consentire la miscelazione e la massima esposizione delle superfici del campione per l'estrazione.
11.2 Determinazione della percentuale di peso a secco — Quando i risultati del campione devono essere calcolati sulla base del peso secco, occorre pesare una porzione separata del campione contemporaneamente alla porzione utilizzata per la determinazione analitica.
ATTENZIONE: Il forno di essiccazione deve essere contenuto in una cappa o ventilato. Una contaminazione di laboratorio significativa può derivare da un campione di rifiuti pericolosi fortemente contaminato.
Subito dopo aver pesato la parte aliquota del campione da estrarre, pesare una parte aliquota supplementare di 5-10 g del campione in un crogiolo tarato. Asciugare questa aliquota per una notte a 105 gradi C. Lasciare raffreddare in un essiccatore prima di pesare.
Calcolare la percentuale di peso secco come segue:
% di peso secco = (g di campione secco / g di campione) x 100
Questa aliquota essiccata in forno non viene utilizzata per l'estrazione e deve essere smaltita adeguatamente una volta determinato il peso a secco.
11.3 Procedura di estrazione a bassa concentrazione
Questa procedura si applica ai campioni solidi che si prevede contengano meno di o uguale a 20 mg/kg di analisi organiche.
Passi prima della sonicazione
11.3.1 Per evitare la perdita degli estraibili più volatili, è necessario eseguire rapidamente le seguenti operazioni.
11.3.1.1.1. Pesare circa 30 g di campione in un becher da 400 ml. Registrare il peso con l'approssimazione di 0,1 g.
11.3.1.2 Per il campione di ciascun lotto selezionato per l'aggiunta di 1,0 ml della soluzione di spiking a matrice. Consultare il Metodo 3500 per una guida sulla scelta appropriata dei composti e delle concentrazioni della matrice. Si veda anche la nota al paragrafo 11.3.
11.3.3.1.3 Aggiungere 1,0 ml della soluzione standard surrogata a tutti i campioni, i campioni drogati, i campioni QC e gli spazi vuoti. Consultare il metodo 3500 per una guida sulla scelta appropriata dei composti e delle concentrazioni surrogati. Si veda anche la nota al paragrafo 11.3.
11.3.1.4 Se si utilizza la pulizia per permeazione in gel (cfr. metodo 3640), l'analista dovrebbe aggiungere il doppio del volume della soluzione di spiking surrogata (e della soluzione di spiking a matrice, se del caso), oppure concentrare l'estratto finale a metà del volume normale, per compensare la metà dell'estratto che si perde a causa del carico della colonna GPC. Si veda anche la nota al paragrafo 11.3.
11.3.1.5 I campioni non porosi o umidi (di tipo gommoso o argilloso) che non hanno una tessitura sabbiosa a flusso libero devono essere mescolati con 60 g di solfato di sodio anidro, utilizzando una spatola. Se necessario, può essere aggiunto altro solfato di sodio. Dopo l'aggiunta di solfato di sodio, il campione deve essere a flusso libero. Si veda anche la nota al paragrafo 11.3.
11.3.1.1.6 Aggiungere immediatamente 100 ml del solvente di estrazione o della miscela di solventi (per informazioni sulla scelta del solvente si veda il Paragrafo 7.4 e la Tabella 2).
11.3.2 Posizionare la superficie inferiore della punta del corno del disruptivo da 3/4 di pollice circa 1/2 pollice sotto la superficie del solvente, ma sopra lo strato sedimentario.
NOTA: Assicurarsi che l'avvisatore acustico a ultrasuoni / sonotrodo sia montato correttamente secondo le istruzioni del produttore.
11.3.3.3.3 Estrarre il campione a ultrasuoni per 3 minuti, con il controllo dell'uscita impostato al 100% (piena potenza) o alla potenza consigliata dal produttore, il modo Switch on Pulse (energia pulsante piuttosto che energia continua), e il ciclo percentuale-dovere impostato al 50% (energia sul 50% del tempo e disattivato al 50% del tempo). Non utilizzare la sonda a micropunta.
11.3.4 Decantare l'estratto e filtrarlo attraverso la carta da filtro (ad es. Whatman No. 41 o equivalente) in un imbuto Buchner collegato ad un pallone di filtrazione pulito da 500 ml. In alternativa, decantare l'estratto in un flacone da centrifuga e centrifugare a bassa velocità per rimuovere le particelle.
11.3.5 Ripetere l'estrazione altre due volte con altre due porzioni da 100 ml di solvente pulito. Decantare il solvente dopo ogni estrazione ad ultrasuoni. Dopo l'estrazione finale ad ultrasuoni, versare l'intero campione nell'imbuto Buchner, sciacquare il becher con il solvente di estrazione e aggiungere il risciacquo all'imbuto.
Passi dopo la sonicazione
11.3.6 Se necessario, concentrare l'estratto prima dell'analisi seguendo la procedura di cui al punto 11.5. In caso contrario, procedere al paragrafo 11.7.
UP200St con micropunta per la sonicazione del campione
11.4 Procedura di estrazione a media/alta concentrazione
Questa procedura si applica ai campioni solidi che si prevede contengano più di 20 mg/kg di analiti organici.
Passi prima della sonicazione
11.4.2 Per il campione di ciascun lotto selezionato per l'aggiunta di 1,0 ml della soluzione di spiking a matrice. Consultare il Metodo 3500 per una guida sulla scelta appropriata dei composti e delle concentrazioni della matrice. Si veda anche la nota al paragrafo 11.3.
11.4.3 Aggiungere 1,0 ml di soluzione surrogata a tutti i campioni, i campioni addizionati, i campioni QC e gli spazi vuoti. Consultare il Metodo 3500 per una guida sulla scelta appropriata dei composti e delle concentrazioni della matrice. Si veda anche la nota al paragrafo 11.3.
11.4.4.4 Se si deve utilizzare la pulizia di permeazione del gel (cfr. metodo 3640), l'analista dovrebbe aggiungere il doppio del volume della soluzione di spiking surrogata (e della soluzione di spiking a matrice, se del caso), oppure concentrare l'estratto finale a metà del volume normale, per compensare la metà dell'estratto che si perde a causa del carico della colonna GPC.
11.4.5 I campioni non porosi o umidi (di tipo gommoso o argilloso) che non hanno una tessitura sabbiosa a flusso libero devono essere mescolati con 2 g di solfato di sodio anidro, utilizzando una spatola. Se necessario, può essere aggiunto altro solfato di sodio. Dopo l'aggiunta di solfato di sodio, il campione deve essere a flusso libero (cfr. nota al paragrafo 11.3).
11.4.6 Aggiungere immediatamente qualsiasi volume di solvente necessario per portare il volume finale a 10,0 ml, considerando il volume aggiunto di surrogati e picchi della matrice (vedi Sezione 7.4 e Tabella 2 per informazioni sulla scelta dei solventi).
11.4.7 Estrarre il campione con la sonda a ultrasuoni a micropunta conica da 1/8 di pollice per 2 minuti con il controllo di uscita impostato su 5 e con l'interruttore di modalità su impulso e duty cycle percentuale al 50%.
11.4.8 Imballare una pipetta Pasteur monouso con 2-3 cm di lana di vetro. Filtrare l'estratto del campione attraverso la lana di vetro e raccogliere l'estratto in un contenitore adatto. L'intero 10 mL di solvente di estrazione non può essere recuperato dal campione. Pertanto, l'analista deve raccogliere un volume adeguato alla sensibilità del metodo determinante da utilizzare. Ad esempio, per i metodi che non richiedono un'ulteriore concentrazione dell'estratto (ad esempio, il metodo 8081 impiega tipicamente un volume di estratto finale di 10 ml), l'estratto può essere raccolto in una fiala di scintillazione o in un altro contenitore sigillabile. Per gli estratti che necessitano di ulteriore concentrazione, è consigliabile raccogliere un volume standard per tutti questi campioni, al fine di semplificare il calcolo dei risultati finali del campione. Ad esempio, raccogliere 5,0 ml di estratto in un tubo concentratore pulito. Questo volume rappresenta esattamente la metà del volume totale dell'estratto originale del campione. Se necessario, tenere conto dell'opzione “smarrimento” della metà dell'estratto nel calcolo del campione finale, oppure concentrare l'estratto finale a metà del volume nominale finale (ad esempio, 0,5 ml contro 1,0 ml) per compensare la perdita.
11.4.9 Se necessario, concentrare l'estratto prima dell'analisi seguendo la procedura di cui al punto 11.5 o al punto 11.6. In caso contrario, procedere al paragrafo 11.7.
Tecniche di concentrazione
Se necessario per soddisfare i criteri di sensibilità, gli estratti del campione provenienti dalla procedura di estrazione a bassa concentrazione o a media/alta concentrazione possono essere concentrati al volume finale necessario per il metodo di determinazione e l'applicazione specifica da utilizzare, utilizzando la tecnica K-D o l'evaporazione dell'azoto.
11.5.1 Assemblare un concentratore Kuderna-danese (K-D) collegando un tubo concentratore da 10 ml ad un pallone di evaporazione di dimensioni adeguate.
11.5.2 Essiccare l'estratto facendolo passare attraverso una colonna di essiccazione contenente circa 10 g di solfato di sodio anidro. Raccogliere l'estratto secco nel concentratore K-D.
11.5.3 Sciacquare il tubo di raccolta e la colonna di essiccazione nel pallone K-D con una porzione supplementare di solvente da 20 ml per ottenere un trasferimento quantitativo.
11.5.4 Aggiungere uno o due chip di ebollizione puliti al pallone e fissare una colonna Snyder a tre sfere. Collegare l'oggetto di vetro per il recupero dei vapori di solvente (condensatore e dispositivo di raccolta, cfr. punto 6.9) alla colonna Snyder dell'apparecchio K-D, seguendo le istruzioni del fabbricante. Pre-bagnate la colonna Snyder aggiungendo circa 1 mL di cloruro di metilene (o altro solvente adatto) nella parte superiore della colonna. Posizionare l'apparecchio K-D su un bagno d'acqua calda (15 – 20 CE al di sopra del punto di ebollizione del solvente) in modo che il tubo concentratore sia parzialmente immerso nell'acqua calda e l'intera superficie arrotondata inferiore del pallone sia bagnata con vapore caldo. Regolare la posizione verticale dell'apparecchio e la temperatura dell'acqua secondo necessità per completare la concentrazione in 10 – 20 min. Al giusto tasso di distillazione, le sfere della colonna vibreranno attivamente, ma le camere non si allagano. Quando il volume apparente del liquido raggiunge 1 ml, rimuovere l'apparecchio K-D dal bagnomaria e lasciarlo scolare e raffreddare per almeno 10 minuti.
ATTENZIONE: Non lasciare che l'estratto vada a secchezza, poiché ciò comporta una grave perdita di alcuni analiti. I pesticidi a base di organofosforo sono particolarmente sensibili a tali perdite.
11.5.4.1 Se è necessario uno scambio di solvente (come indicato nella tabella 2 o nel metodo di determinazione appropriato), rimuovere momentaneamente la colonna Snyder, aggiungere 50 ml di solvente di scambio e un nuovo chip di ebollizione.
11.5.4.4.2 Riattaccare la colonna Snyder. Concentrare l'estratto, aumentando la temperatura del bagno d'acqua, se necessario, per mantenere una corretta velocità di distillazione.
11.5.5.5 Rimuovere la colonna Snyder. Sciacquare il pallone K-D e i giunti inferiori della colonna di Snyder nel tubo concentratore con 1 – 2 ml di solvente. L'estratto può essere ulteriormente concentrato utilizzando una delle tecniche descritte al punto 11.6, o regolato ad un volume finale di 5,0. – 10,0 ml utilizzando un solvente appropriato (vedi tabella 2 o il metodo di determinazione appropriato). Se sono presenti cristalli di zolfo, procedere al metodo 3660 per la pulizia.
11.6 Se è necessaria un'ulteriore concentrazione, utilizzare la tecnica della colonna micro-Snyder (vedere paragrafo 11.6.1) o la tecnica di evaporazione dell'azoto (vedere paragrafo 11.6.2).
11.6.1 Tecnica a colonna Micro-Snyder
11.6.1.1.1 Aggiungere un truciolo bollente pulito nuovo al tubo del concentratore e fissare una colonna a due sfere micro-Snyder direttamente al tubo del concentratore. Collegare l'oggetto di vetro per il recupero dei vapori di solvente (condensatore e dispositivo di raccolta) alla colonna micro Snyder dell'apparecchio K-D, seguendo le istruzioni del produttore. Pre-bagnate la colonna Snyder aggiungendo 0,5 mL di cloruro di metilene o il solvente di scambio nella parte superiore della colonna. Posizionare l'apparecchio di microconcentrazione in un bagno d'acqua calda in modo che il tubo concentratore sia parzialmente immerso nell'acqua calda. Regolare la posizione verticale dell'apparecchio e la temperatura dell'acqua, se necessario, per completare la concentrazione in 5 – 10 min. Al giusto tasso di distillazione le sfere della colonna vibreranno attivamente, ma le camere non si allagano.
11.6.1.2 Quando il volume apparente del liquido raggiunge 0,5 ml, rimuovere l'apparecchio dal bagnomaria e lasciar raffreddare per almeno 10 minuti. Rimuovere la colonna di Snyder e risciacquare i giunti inferiori nel tubo del concentratore con 0,2 ml di solvente. Regolare il volume finale dell'estratto a 1,0 – 2,0 ml.
ATTENZIONE: Non lasciare che l'estratto vada a secchezza, poiché ciò comporta una grave perdita di alcuni analiti. I pesticidi a base di organofosforo sono particolarmente sensibili a tali perdite.
11.6.2 Tecnica di evaporazione dell'azoto
11.6.2.1 Mettere il tubo concentratore in un bagno caldo (30 °C) ed evaporare il volume del solvente a 0,5 mL usando una leggera corrente di azoto secco e pulito (filtrato attraverso una colonna di carbone attivo).
ATTENZIONE: tra la trappola di carbonio e il campione non devono essere utilizzati nuovi tubi in plastica, in quanto possono introdurre interferenze con gli ftalati.
11.6.2.2.2.2 Sciacquare più volte la parete interna del tubo concentratore con solvente durante la concentrazione. Durante l'evaporazione, posizionare il tubo concentratore per evitare la condensazione dell'acqua nell'estratto. In condizioni normali, l'estratto non deve essere lasciato asciugare.
ATTENZIONE: Non lasciare che l'estratto vada a secchezza, poiché ciò comporta una grave perdita di alcuni analiti. I pesticidi a base di organofosforo sono particolarmente sensibili a tali perdite.
11.7 L'estratto può ora essere sottoposto a procedure di pulizia o analizzato per gli analiti bersaglio utilizzando le tecniche determinanti appropriate. Se l'ulteriore manipolazione dell'estratto non viene eseguita immediatamente, tappare il tubo concentratore e conservarlo in frigorifero. Se l'estratto viene conservato per più di 2 giorni, deve essere trasferito in una fiala dotata di tappo a vite rivestito in PTFE, ed etichettato in modo appropriato.
12. Analisi dei dati e calcoli
Non ci sono calcoli esplicitamente associati a questa procedura di estrazione. Per il calcolo dei risultati finali del campione si veda il metodo di determinazione appropriato.
13. Metodo Performance
14. Prevenzione dell'inquinamento
14.1 La prevenzione dell'inquinamento comprende qualsiasi tecnica che riduce o elimina la quantità e/o la tossicità dei rifiuti nel punto di produzione. Le operazioni di laboratorio offrono numerose opportunità per la prevenzione dell'inquinamento. L'EPA ha stabilito una gerarchia preferenziale di tecniche di gestione ambientale che pone la prevenzione dell'inquinamento come prima scelta. Ove possibile, il personale di laboratorio dovrebbe utilizzare tecniche di prevenzione dell'inquinamento per affrontare il problema della produzione di rifiuti. Quando i rifiuti non possono essere ridotti alla fonte, l'Agenzia raccomanda il riciclaggio come la migliore opzione successiva.
14.2 Per informazioni sulla prevenzione dell'inquinamento che possono essere applicabili ai laboratori e agli istituti di ricerca, consultare Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction disponibile presso il Department of Government Relations and Science Policy della American Chemical Society, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org..
15. Gestione dei rifiuti
le operazioni su cappe e banchi, rispettando la lettera e lo spirito di ogni permesso e regolamento sugli scarichi fognari, e rispettando tutte le normative sui rifiuti solidi e pericolosi, in particolare le norme sull'identificazione dei rifiuti pericolosi e le restrizioni sullo smaltimento dei terreni. Per ulteriori informazioni sulla gestione dei rifiuti, consultare il Manuale di gestione dei rifiuti per il personale di laboratorio disponibile presso la American Chemical Society all'indirizzo indicato al punto 14.2.
16. Riferimenti
- U.S. EPA, “Studio comparativo interlaboratorio: Metodi per Composti Volatili e Semi-Volatili,” 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. S. Shurtleff, “Valutazione dei metodi 3540 (Soxhlet) e 3550 (sonicazione) per la valutazione dell'appendice IX Analisi di campioni solidi,” S-CUBED, Report for EPA Contract 68-03-33-75, Work Assignment No. 03, Document No. SSS-R- 88-9436, ottobre 1988.
Particolarità / Cose da sapere
Gli omogeneizzatori di tessuto ad ultrasuoni sono spesso indicati come sonda sonicator, sonic lyser, ultrasuoni disgregatore, macinatore ad ultrasuoni, sono-ruptor, sonifier, dismembratore sonico, distruttore cellulare, dispersore ad ultrasuoni o dissolutore. I diversi termini derivano dalle varie applicazioni che possono essere soddisfatte dalla sonicazione.
Diverse dimensioni di sonotrodi per la UP200Ht