EPA3550 Gids voor Ultrasone Extractie
ultrasone extractie is een groene, milieuvriendelijke extractiemethode die kan worden toegepast op kleine laboratoriummonsters en voor de extractie van waardevolle verbindingen op commerciële productieschaal. Het Environmental Protection Agency (EPA) van de Verenigde Staten beveelt een verscheidenheid aan analytische chemie en karakteristieke testmethodologieën, milieubemonstering en -bewaking en kwaliteitsborging aan ter ondersteuning van de Resource Conservation and Recovery Act (RCRA). Voor de ultrasoon gestuurde extractie heeft het EPA de volgende richtlijnen uitgebracht:
METHODE 3550C – ultrasone extractie
1. Toepassingsgebied en toepassing
Daarnaast zijn SW-846 methoden, met uitzondering van het vereiste methodegebruik voor de analyse van methodegedefinieerde parameters, bedoeld als leidraadmethoden die algemene informatie bevatten over hoe een analytische procedure of techniek moet worden uitgevoerd die een laboratorium kan gebruiken als basisuitgangspunt voor het genereren van een eigen gedetailleerde standaardwerkwijze (SOP), hetzij voor eigen algemeen gebruik of voor een specifieke projecttoepassing. De prestatiegegevens in deze methode dienen alleen als richtlijn en zijn niet bedoeld en mogen niet worden gebruikt als absolute QC acceptatiecriteria voor laboratoriumaccreditatie.
1.1 Deze methode beschrijft een procedure voor het extraheren van niet-vluchtige en halfvluchtige organische verbindingen uit vaste stoffen zoals bodems, slib en afval. Het ultrasone proces zorgt voor een intiem contact van de monstermatrix met het extractiemiddel.
1.2 Deze methode is onderverdeeld in twee procedures, gebaseerd op de verwachte concentratie organische verbindingen. De procedure voor lage concentraties (paragraaf 11.3) is voor individuele organische componenten met een verwachte concentratie kleiner dan of gelijk aan 20 mg/kg en maakt gebruik van de grotere monstergrootte en drie seriële extracties (lagere concentraties zijn moeilijker te extraheren). De procedure voor middelhoge/hoge concentraties (paragraaf 11.4) is voor individuele organische componenten die naar verwachting meer dan 20 mg/kg zullen bevatten en maakt gebruik van een kleiner monster en één extractie.
1.3 Het wordt ten zeerste aanbevolen om de extracten vóór de analyse op de een of andere manier op te schonen (bijvoorbeeld met een methode uit de 3600-serie).
1.4 Het is van cruciaal belang dat de methode (inclusief de instructies van de fabrikant) expliciet wordt gevolgd om een maximale extractie-efficiëntie te bereiken. Zie hoofdstuk 11.0 voor een bespreking van de kritische aspecten van de extractieprocedure. Raadpleeg de instructies van de fabrikant met betrekking tot specifieke operationele instellingen.
1.5 In deze methode worden ten minste drie extractieoplosmiddelsystemen beschreven die voor verschillende groepen analyten kunnen worden gebruikt (zie paragraaf 7.4). Er kunnen ook andere oplosmiddelsystemen worden gebruikt, mits kan worden aangetoond dat ze voor de analyten in kwestie goed werken. De keuze van het extractiemiddel hangt af van de analyten en geen enkel oplosmiddel is universeel toepasbaar voor alle groepen analyten. Als gevolg van de bezorgdheid over de efficiëntie van ultrasone extractie, met name bij concentraties dichtbij of onder ongeveer 10 μg/kg, is het absoluut noodzakelijk dat de analist de prestaties van het specifieke oplosmiddelsysteem en de gebruiksomstandigheden voor de analyten in kwestie en de concentraties in kwestie aantoont. Deze demonstratie geldt voor elk gebruikt oplosmiddelsysteem, inclusief de in deze methode specifiek genoemde. Een dergelijke demonstratie omvat minimaal de in methode 3500 beschreven initiële demonstratie van bekwaamheid, met gebruikmaking van een schone referentiematrix. In methode 8000 worden procedures beschreven die kunnen worden gebruikt om prestatiecriteria te ontwikkelen voor dergelijke demonstraties en voor de resultaten van matrix-spikes en laboratoriumcontrolemonsters.
1.6 Het EPA merkt op dat er weinig gepubliceerde gegevens zijn over de efficiëntie van ultrasone extractie met betrekking tot organofosforpesticiden bij lage concentraties per miljard (ppb) en lager. Daarom moet het gebruik van deze methode voor met name deze verbindingen worden ondersteund door prestatiegegevens zoals die hierboven en in methode 3500 zijn besproken.
1.7 Alvorens deze methode te gebruiken, wordt analisten aangeraden de basismethode te raadplegen voor elk type procedure dat in de totale analyse kan worden gebruikt (bijv. Methoden 3500, 3600, 5000 en 8000) voor aanvullende informatie over kwaliteitscontroleprocedures, ontwikkeling van QC acceptatiecriteria, berekeningen en algemene richtlijnen. Analisten dienen ook de disclaimer voorin het handboek en de informatie in hoofdstuk twee te raadplegen voor richtlijnen over de beoogde flexibiliteit bij de keuze van methoden, apparatuur, materialen, reagentia en benodigdheden, en over de verantwoordelijkheden van de analist om aan te tonen dat de toegepaste technieken geschikt zijn voor de analyten die van belang zijn, in de matrix die van belang is, en op de niveaus die van belang zijn.
Analisten en gebruikers van gegevens worden er bovendien op gewezen dat, tenzij expliciet gespecificeerd in een voorschrift, het gebruik van SW-846 methoden niet verplicht is als reactie op federale testvereisten. De informatie in deze methode wordt door het EPA verstrekt als leidraad voor de analist en de gereguleerde gemeenschap bij het maken van de afwegingen die nodig zijn om resultaten te genereren die voldoen aan de gegevenskwaliteitsdoelstellingen voor de beoogde toepassing.
1.8 Het gebruik van deze methode is beperkt tot gebruik door, of onder toezicht van, analisten met voldoende ervaring en training. Elke analist moet aantonen dat hij/zij in staat is om met deze methode acceptabele resultaten te verkrijgen. Zoals hierboven vermeld, zijn dergelijke demonstraties specifiek voor de analyten in kwestie en het gebruikte oplosmiddelsysteem, evenals voor de procedures voor lage en middelhoge/hoge concentraties monsters.
VialTweeter voor ultrasone monstervoorbereiding
2. Samenvatting van de methode
2.1 Procedure voor lage concentraties — Het monster wordt gemengd met watervrij natriumsulfaat tot een vrijstromend poeder. Het mengsel wordt driemaal geëxtraheerd met oplosmiddel door middel van ultrasone extractie. Het extract wordt van het monster gescheiden door vacuümfiltratie of centrifugeren. Het extract is klaar voor eindconcentratie, opschoning en/of analyse.
2.2 Procedure voor gemiddelde/hoge concentraties — Het monster wordt gemengd met watervrij natriumsulfaat tot een vrijstromend poeder. Dit wordt eenmaal geëxtraheerd met oplosmiddel, met behulp van ultrasone extractie. Een deel van het extract wordt opgevangen voor reiniging en/of analyse.
3. Definities
Raadpleeg hoofdstuk één en de instructies van de fabrikant voor definities die relevant kunnen zijn voor deze methode.
4. Interferenties
4.1 Oplosmiddelen, reagentia, glaswerk en andere apparatuur voor monsterverwerking kunnen artefacten en/of storingen bij de monsteranalyse veroorzaken. Van al deze materialen moet worden aangetoond dat ze vrij zijn van storingen onder de omstandigheden van de analyse door blanco's van de methode te analyseren.
Specifieke selectie van reagentia en zuivering van oplosmiddelen door destillatie in volledig glazen systemen kan nodig zijn. Raadpleeg elke te gebruiken methode voor specifieke richtlijnen voor kwaliteitscontroleprocedures en hoofdstuk vier voor algemene richtlijnen voor het reinigen van glaswerk.
4.2 Interferenties zijn meestal specifiek voor de analyten die van belang zijn. Raadpleeg daarom Methode 3500 en de betreffende bepalende methoden voor specifieke richtlijnen voor extractie-interferenties.
5. Veiligheid
Deze methode gaat niet in op alle veiligheidskwesties die bij het gebruik ervan komen kijken. Het laboratorium is verantwoordelijk voor het in stand houden van een veilige werkomgeving en een actueel bewustzijn van de OSHA-regelgeving met betrekking tot het veilig omgaan met de chemicaliën die in deze methode worden genoemd. Een referentiebestand met veiligheidsinformatiebladen (MSDS) moet beschikbaar zijn voor al het personeel dat bij deze analyses betrokken is.
6. Apparatuur en benodigdheden
De vermelding van handelsnamen of commerciële producten in deze handleiding dient uitsluitend ter illustratie en houdt geen goedkeuring of exclusieve aanbeveling voor gebruik door het EPA in. De producten en instrumentinstellingen die in de SW-846 methoden worden genoemd, zijn de producten en instellingen die tijdens de ontwikkeling van de methode zijn gebruikt of daarna door het EPA zijn geëvalueerd. Glaswerk, reagentia, benodigdheden, apparatuur en instellingen die niet in deze handleiding worden genoemd, mogen worden gebruikt op voorwaarde dat de prestaties van de methode voor de beoogde toepassing zijn aangetoond en gedocumenteerd.
In dit gedeelte wordt geen algemeen laboratoriumglaswerk vermeld (zoals bekers en kolven).
6.2 Ultrasone bereiding — Er moet een hoornvormig apparaat met een titanium tip worden gebruikt, of een apparaat dat de juiste prestaties levert. (bijv. UP200Ht of UP200St)
6.2.1 Ultrasone verstoorder — De onderbreker moet een minimaal vermogen hebben van 300 watt, met de mogelijkheid om te pulseren. Een apparaat dat ontworpen is om het cavitatiegeluid te verminderen wordt aanbevolen. Volg de instructies van de fabrikant voor het voorbereiden van de disrupter voor extractie van monsters met lage en middelhoge/hoge concentraties. (bijv. UP400S)
6.2.2 Gebruik een hoorn van 3/4 inch voor de procedure van de lage concentratiemethode en een 1/8 inch toelopende microtip bevestigd aan een hoorn van 1/2 inch voor de procedure van de middelhoge/hoge concentratiemethode.
6.3 Geluidsbeschermingsbox - Om gehoorbeschadiging te voorkomen, wordt het gebruik van een geluidsbeschermingsbox (bijv. geluidsbeschermingsbox SPB-L) aanbevolen. Hierdoor kan het cavitatiegeluid van het sonicatieproces aanzienlijk worden verminderd.
Verdere uitrusting
6.4.1 Droogoven — Kan 105 degC aanhouden.
6.4.2 Exsiccator.
6.4.3 Kroezen — Porselein of aluminium voor eenmalig gebruik.
6.5 Pasteurpipetten — 1 ml, glas, wegwerp.
6.7 Vacuüm- of drukfiltratieapparatuur
6.7.1 Buchnertrechter
6.7.2 Filterpapier
6.8 Kuderna-Deens (K-D) apparaat
6.8.1 Concentratorbuis — 10 ml, met schaalverdeling. Er wordt een ingeslepen glazen stop gebruikt om verdamping van extracten te voorkomen.
6.8.2 Verdampingskolf — 500 ml. Bevestig de kolf aan de concentratorbuis met veren, klemmen of iets dergelijks.
6.8.3 Snyder-kolom — Driekogelmacro.
6.8.4 Kolom Snyder — Micro met twee ballen.
6.8.5 Veren — 1/2-inch.
6.9 Systeem voor terugwinning van oplosmiddeldamp.
OPMERKING: Dit glaswerk wordt aanbevolen voor het terugwinnen van oplosmiddelen tijdens concentratieprocedures waarbij verdampingsconcentrators van Kuderna-Danish worden gebruikt. Het gebruik van dit apparaat kan vereist zijn volgens federale, staats- of plaatselijke gemeentelijke regelgeving met betrekking tot luchtemissies van vluchtige organische stoffen. Het EPA beveelt aan om dit type terugwinningssysteem op te nemen als een methode om een emissiereductieprogramma te implementeren. Terugwinning van oplosmiddelen is een manier om te voldoen aan initiatieven voor afvalminimalisatie en vervuilingspreventie.
6.10 Kookchips — Met oplosmiddel geëxtraheerd, ongeveer 10/40 mesh (siliciumcarbide of gelijkwaardig).
6.11 Waterbad — Verwarmd, met een concentrische ringafdekking, geschikt voor temperatuurregeling tot ± 5 degC. Het bad moet gebruikt worden in een afzuigkap.
6.12 Balans — Bovenlader, in staat om nauwkeurig te wegen tot op 0,01 g nauwkeurig.
6,13 Flacons — 2 ml, voor GC autosampler, uitgerust met polytetrafluorethyleen (PTFE) gevoerde schroefdoppen of krimpdoppen.
6.14 Glazen scintillatieflesjes — 20 ml, voorzien van schroefdoppen met PTFE-coating.
6.15 Spatel — Roestvrij staal of PTFE.
6.16 Droogkolom — 20 mm ID chromatografische kolom van borosilicaatglas met glaswol aan de onderkant.
OPMERKING: Kolommen met gefrituurde glazen schijven zijn moeilijk te ontsmetten nadat ze zijn gebruikt om sterk verontreinigde extracten te drogen. Er kunnen kolommen zonder fritten worden gekocht.
Gebruik een klein pad van glaswol om het adsorbens vast te houden. Spoel het glaswolmatje voor met 50 ml aceton gevolgd door 50 ml elutievloeistof voordat de kolom met het adsorbens wordt gevuld.
6.17 Stikstofverdampingsapparaat (optioneel) — N-Evap, 12- of 24-stand (Model 112 van Organomation, of gelijkwaardig).
7. Reagentia en standaarden
7.2 Organisch vrij reagenswater. Alle verwijzingen naar water in deze methode hebben betrekking op reagenswater zonder organische verbindingen, zoals gedefinieerd in hoofdstuk één.
7.3 Natriumsulfaat (korrelvormig, watervrij), Na2SO4. Zuiver door 4 uur in een ondiepe schaal te verwarmen bij 400 °C of door het natriumsulfaat voor te reinigen met methyleenchloride. Als het natriumsulfaat vooraf wordt gereinigd met methyleenchloride, moet een blancoanalyse worden uitgevoerd om aan te tonen dat er geen storing is door het natriumsulfaat.
7.4 Extractiemiddelen
Monsters moeten worden geëxtraheerd met een oplosmiddelsysteem dat een optimale, reproduceerbare terugvinding van de analyten van belang uit de monstermatrix geeft, bij de concentraties van belang. De keuze van het extractieoplosmiddel hangt af van de analyten die van belang zijn en geen enkel oplosmiddel is universeel toepasbaar op alle groepen analyten. Ongeacht welk oplosmiddelsysteem wordt gebruikt, inclusief de oplosmiddelen die specifiek in deze methode worden genoemd, moet de analist aantonen dat het systeem afdoende werkt voor de analyten die van belang zijn, bij de concentraties die van belang zijn. Een dergelijke demonstratie omvat minimaal de initiële demonstratie van bekwaamheid beschreven in methode 3500, met gebruikmaking van een schone referentiematrix. Methode 8000 beschrijft procedures die kunnen worden gebruikt om prestatiecriteria te ontwikkelen voor dergelijke demonstraties en voor matrix-spike- en laboratoriumcontrolemonsterresultaten.
Veel van de hieronder beschreven oplosmiddelsystemen bevatten een combinatie van een mengbaar oplosmiddel met water, zoals aceton, en een mengbaar oplosmiddel met water, zoals methyleenchloride of hexaan. Het doel van het watermengbare oplosmiddel is om de extractie van natte vaste stoffen te vergemakkelijken door het gemengde oplosmiddel door de waterlaag van het oppervlak van de vaste deeltjes te laten dringen. Het mengbaar oplosmiddel met water extraheert organische verbindingen met een vergelijkbare polariteit. Zo wordt een niet-polair oplosmiddel zoals hexaan vaak gebruikt voor niet-polaire analyten zoals PCB's, terwijl een polair oplosmiddel zoals methyleenchloride kan worden gebruikt voor polaire analyten. De polariteit van aceton kan ook helpen bij het extraheren van polaire analyten in gemengde oplosmiddelsystemen.
Tabel 1 geeft voorbeelden van terugvindingsgegevens voor geselecteerde semivluchtige organische verbindingen geëxtraheerd uit een NIST SRM met verschillende extractieoplosmiddelsystemen. De volgende paragrafen geven richtlijnen voor de keuze van oplosmiddelen voor verschillende klassen analyten.
Alle oplosmiddelen moeten van pesticidekwaliteit of gelijkwaardig zijn. Oplosmiddelen mogen vóór gebruik worden ontgast.
7.4.1 Semivluchtige organische stoffen kunnen worden geëxtraheerd met aceton/hexaan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), of aceton/methyleenchloride (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Organochloorbestrijdingsmiddelen kunnen worden geëxtraheerd met aceton/hexaan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), of aceton/methyleenchloride (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB's kunnen worden geëxtraheerd met aceton/hexaan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), of aceton/methyleenchloride (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2), of hexaan (C6H14).
7.4.4 Er mogen andere oplosmiddelsystemen worden gebruikt, mits de analist kan aantonen dat deze afdoende zijn voor de analyten van belang, bij de concentraties van belang, in de monstermatrix (zie methode 3500).
7.5 Wisselmiddelen — Bij het gebruik van sommige bepalende methoden moet het extractieoplosmiddel worden uitgewisseld met een oplosmiddel dat compatibel is met de instrumentatie die bij die bepalende methode wordt gebruikt. Raadpleeg de te gebruiken determinatiemethode voor de keuze van het geschikte oplosmiddel voor uitwisseling. Alle oplosmiddelen moeten van pesticidekwaliteit of gelijkwaardig zijn. Hieronder staan voorbeelden van oplosmiddelen voor uitwisseling.
7.5.1 Hexaan, C6H14
7.5.2 2-Propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Cyclohexaan, C6H12
7.5.4 Acetonitril, CH3CN
7.5.5 Methanol, CH3OH
De geluidswerende kast SPB-L vermindert het cavitatiegeluid van sonicatie aanzienlijk.
8. Monstername, bewaring en opslag
8.1 Zie de inleiding van hoofdstuk vier, “Organische analyten” Methode 3500 en de specifieke bepalingsmethoden die moeten worden gebruikt.
8.2 Vaste monsters die volgens deze procedure geëxtraheerd worden, moeten verzameld en opgeslagen worden zoals alle andere vaste monsters die halfvluchtige organische stoffen bevatten.
9. Kwaliteitscontrole
9.2 Initiële demonstratie van bekwaamheid
Elk laboratorium moet initiële bekwaamheid aantonen met elke combinatie van monstervoorbereiding en bepalingsmethode die het gebruikt door gegevens te genereren met een aanvaardbare nauwkeurigheid en precisie voor doelanalyten in een schone matrix. Het laboratorium moet het bewijs van bekwaamheid ook herhalen wanneer nieuwe medewerkers worden opgeleid of belangrijke wijzigingen in de instrumentatie worden aangebracht. Zie Methode 8000 voor informatie over het uitvoeren van een bekwaamheidsdemonstratie.
9.3 In eerste instantie moet de analist, voordat hij monsters verwerkt, aantonen dat alle onderdelen van de apparatuur die in contact komen met het monster en de reagentia vrij zijn van interferentie. Dit wordt bereikt door de analyse van een blanco methode. Als doorlopende controle moet telkens wanneer monsters worden geëxtraheerd, opgeschoond en geanalyseerd, en wanneer er een verandering in de reagentia plaatsvindt, een blanco methode worden geëxtraheerd en geanalyseerd op de verbindingen die van belang zijn als bescherming tegen chronische laboratoriumcontaminatie.
9.4 Methodeblanco's, matrix-spike-monsters of replicaatmonsters moeten worden onderworpen aan dezelfde analytische procedures (paragraaf 11.0) als die worden gebruikt voor de eigenlijke monsters.
9.5 Bij deze methode dienen standaard kwaliteitsborgingspraktijken te worden gebruikt die zijn opgenomen in geschikte documenten voor systematische planning en SOP's van laboratoria. Alle bedrijfsomstandigheden van het instrument dienen te worden geregistreerd.
9.6 Raadpleeg ook Methode 3500 voor de kwaliteitscontroleprocedures voor extractie en monstervoorbereiding en de determinatiemethoden die gebruikt moeten worden voor determinatieve QC-procedures.
9.7 Indien vermeld in de toepasselijke bepalende methode, moeten surrogaatstandaarden aan alle monsters worden toegevoegd vóór de extractie. Zie Methoden 3500 en 8000 en de desbetreffende bepalende methoden voor meer informatie.
9.8 Zoals eerder opgemerkt, moet het gebruik van elke extractietechniek, inclusief ultrasone extractie, worden ondersteund door gegevens die de prestaties van het specifieke oplosmiddelsysteem en de werkingsomstandigheden aantonen voor de analyten die van belang zijn, bij de concentraties die van belang zijn, in de monstermatrix.
10. Kalibratie en standaardisatie
Er zijn geen kalibratie- of standaardisatiestappen direct verbonden aan deze monsterextractieprocedure.
11. Procedure
Zoals opgemerkt in paragraaf 1.4 is ultrasone extractie niet zo'n rigoureuze methode als andere extractiemethoden voor bodems/solids. Daarom is het van cruciaal belang dat deze methode expliciet wordt gevolgd (inclusief de instructies van de fabrikant) om een maximale extractie-efficiëntie te bereiken. Voor een succesvol gebruik van deze techniek geldt minimaal het volgende:
11.1 Monsterbehandeling
11.1.2 Afvalmonsters — Monsters die uit meerdere fasen bestaan, moeten voor de extractie worden voorbereid met de fasescheidingsprocedure die in hoofdstuk twee wordt beschreven. Deze extractieprocedure is alleen voor vaste stoffen.
11.1.3 Droge afvalmonsters die geschikt zijn om te malen — Maal het afval fijn of verdeel het op een andere manier zodat het door een zeef met een maaswijdte van 1 mm gaat of door een gat met een maaswijdte van 1 mm kan worden geperst. Doe voldoende monster in de maalapparatuur om na het malen ten minste 10 g op te leveren.
LET OP: Drogen en slijpen moet in een afzuigkap gebeuren om besmetting van het laboratorium te voorkomen.
11.1.4 Kleverig, vezelig of olieachtig materiaal dat niet fijngemalen kan worden — Snijd deze materialen in stukken, snipper ze of verklein ze op een andere manier om vermenging en maximale blootstelling van de monsteroppervlakken voor de extractie mogelijk te maken.
11.2 Bepaling van het percentage drooggewicht — Als de resultaten van het monster berekend moeten worden op basis van het drooggewicht, moet een aparte portie monster tegelijkertijd worden afgewogen met de portie die gebruikt wordt voor de analytische bepaling.
WAARSCHUWING: De droogoven moet in een afzuigkap staan of geventileerd worden. Een zwaar verontreinigd monster van gevaarlijk afval kan leiden tot aanzienlijke laboratoriumverontreiniging.
Weeg onmiddellijk na het wegen van het te extraheren aliquot van het monster een extra aliquot van 5-10 g van het monster af in een getarreerde kroes. Droog dit aliquot een nacht op 105 °C. Laat afkoelen in een exsiccator voordat u het weegt.
Bereken het percentage drooggewicht als volgt:
% droog gewicht = (g droog monster / g monster) x 100
Dit ovengedroogde aliquot wordt niet gebruikt voor de extractie en moet op de juiste manier worden weggegooid zodra het drooggewicht is bepaald.
11.3 Extractieprocedure met lage concentratie
Deze procedure is van toepassing op vaste monsters die naar verwachting minder dan of gelijk aan 20 mg/kg organische analyses bevatten.
Stappen vóór sonicatie
11.3.1 De volgende stappen moeten snel worden uitgevoerd om verlies van de vluchtigere extraheerbare stoffen te voorkomen.
11.3.1.1 Weeg ongeveer 30 g monster af in een bekerglas van 400 ml. Noteer het gewicht tot op 0,1 g nauwkeurig.
11.3.1.2 Voeg 1,0 mL van de matrixoplossing toe aan het monster in elke batch die voor spiking is geselecteerd. Raadpleeg methode 3500 voor richtlijnen voor de juiste keuze van matrix-bepalingsverbindingen en -concentraties. Zie ook de opmerking in paragraaf 11.3.
11.3.1.3 Voeg aan alle monsters, verrijkte monsters, QC-monsters en blanco's 1,0 ml van de surrogaatstandaardoplossing toe. Raadpleeg methode 3500 voor de juiste keuze van surrogaatverbindingen en -concentraties. Zie ook de opmerking in paragraaf 11.3.
11.3.1.4. Als gelpermeatiereiniging (zie methode 3640) wordt toegepast, moet de analist tweemaal het volume van de surrogaatoplossing (en eventueel van de matrixoplossing) toevoegen of het uiteindelijke extract tot de helft van het normale volume concentreren om te compenseren voor de helft van het extract die verloren gaat door het beladen van de GPC-kolom. Zie ook de opmerking in hoofdstuk 11.3.
11.3.1.5. Niet-poreuze of natte monsters (gomachtige of kleiachtige monsters) die geen vrijstromende zandige textuur hebben, moeten worden gemengd met 60 g watervrij natriumsulfaat met behulp van een spatel. Indien nodig kan meer natriumsulfaat worden toegevoegd. Na toevoeging van natriumsulfaat moet het monster vrij stromend zijn. Zie ook de opmerking in paragraaf 11.3.
11.3.1.6 Voeg onmiddellijk 100 ml extractievloeistof of oplosmiddelenmengsel toe (zie hoofdstuk 7.4 en tabel 2 voor informatie over de keuze van oplosmiddelen).
11.3.2 Plaats de onderkant van de punt van de 3/4-inch verstuiver ongeveer 1/2-inch onder het oppervlak van het oplosmiddel, maar boven de sedimentlaag.
OPMERKING: Zorg ervoor dat de ultrasone hoorn / sonotrode correct is gemonteerd volgens de instructies van de fabrikant.
11.3.3 Zuig het monster gedurende 3 minuten ultrasoon af, met de uitvoerregeling ingesteld op 100% (vol vermogen) of op de aanbevolen vermogensinstelling van de fabrikant, de modusschakelaar op Puls (pulserende energie in plaats van continue energie) en de procentuele werkingscyclus ingesteld op 50% (energie 50% van de tijd aan en 50% van de tijd uit). Gebruik de microtipsonde niet.
11.3.4 Decanteer het extract en filtreer het door filtreerpapier (bijv. Whatman nr. 41 of gelijkwaardig) in een Buchnertrechter die bevestigd is aan een schone filtratiekolf van 500 ml. Of decanteer het extract in een centrifugefles en centrifugeer op lage snelheid om deeltjes te verwijderen.
11.3.5 Herhaal de extractie nog twee keer met twee extra porties van 100 ml schoon oplosmiddel. Giet het oplosmiddel af na elke ultrasone extractie. Giet na de laatste ultrasone extractie het hele monster in de Buchnertrechter, spoel het bekerglas met extractievloeistof en voeg de spoeling toe aan de trechter.
Stappen na sonicatie
11.3.6 Concentreer zo nodig het extract vóór de analyse volgens de procedure in punt 11.5. Ga anders verder met punt 11.7.
UP200St met microtip voor sonicatie van monsters
11.4 Extractieprocedure met gemiddelde/hoge concentratie
Deze procedure is van toepassing op vaste monsters die naar verwachting meer dan 20 mg/kg organische analyten bevatten.
Stappen vóór sonicatie
11.4.2 Voeg 1,0 mL van de matrixoplossing toe aan het monster in elke batch die voor spiking is geselecteerd. Raadpleeg methode 3500 voor richtlijnen voor de juiste keuze van matrix-bepalingsverbindingen en -concentraties. Zie ook de opmerking in paragraaf 11.3.
11.4.3 Voeg aan alle monsters, verrijkte monsters, QC-monsters en blanco's 1,0 mL surrogaatbemonsteringsoplossing toe. Raadpleeg methode 3500 voor richtlijnen voor de juiste keuze van matrix spiking verbindingen en concentraties. Zie ook de opmerking in paragraaf 11.3.
11.4.4. Als gelpermeatiereiniging (zie methode 3640) wordt toegepast, moet de analist tweemaal het volume van de surrogaatoplossing (en eventueel de matrixoplossing) toevoegen of het uiteindelijke extract tot de helft van het normale volume concentreren om te compenseren voor de helft van het extract die verloren gaat door het laden van de GPC-kolom.
11.4.5. Niet-poreuze of natte monsters (gomachtige of kleiachtige monsters) die geen vrijstromende zandige textuur hebben, moeten worden gemengd met 2 g watervrij natriumsulfaat met behulp van een spatel. Indien nodig kan meer natriumsulfaat worden toegevoegd. Na toevoeging van natriumsulfaat moet het monster vrij stromen (zie de opmerking in paragraaf 11.3).
11.4.6 Voeg onmiddellijk het volume oplosmiddel toe dat nodig is om het eindvolume op 10,0 ml te brengen, rekening houdend met het toegevoegde volume surrogaten en matrixpieken (zie hoofdstuk 7.4 en tabel 2 voor informatie over de keuze van oplosmiddelen).
11.4.7 Zuig het monster af met de 1/8 inch taps toelopende microtip ultrasone sonde gedurende 2 minuten bij uitgangsinstelling 5 en met modusschakelaar op puls en procent duty cycle op 50%.
11.4.8 Pak een wegwerppipet losjes in met 2 tot 3 cm glaswol. Filtreer het monsterextract door de glaswol en vang het extract op in een geschikte container. De volledige 10 mL extractievloeistof kan niet uit het monster worden teruggewonnen. Daarom moet de analist een volume verzamelen dat geschikt is voor de gevoeligheid van de te gebruiken determinatiemethode. Voor methoden waarbij het extract niet verder geconcentreerd hoeft te worden (methode 8081 gebruikt bijvoorbeeld meestal een eindvolume van 10 ml), kan het extract bijvoorbeeld worden verzameld in een scintillatieflesje of een andere afsluitbare container. Voor extracten die verder geconcentreerd moeten worden, is het raadzaam een standaardvolume voor al deze monsters te verzamelen om de berekening van de uiteindelijke monsterresultaten te vereenvoudigen. Verzamel bijvoorbeeld 5,0 ml extract in een schone concentratorbuis. Dit volume vertegenwoordigt precies de helft van het totale volume van het oorspronkelijke monsterextract. Houd zo nodig rekening met de “verlies” van de helft van het extract in de uiteindelijke monsterberekeningen, of concentreer het uiteindelijke extract tot de helft van het nominale eindvolume (bijvoorbeeld 0,5 ml vs. 1,0 ml) om het verlies te compenseren.
11.4.9 Concentreer zo nodig het extract vóór de analyse volgens de procedure in punt 11.5 of 11.6. Ga anders verder met punt 11.7. Ga anders verder met punt 11.7.
Concentratietechnieken
Indien nodig om aan de gevoeligheidscriteria te voldoen, kunnen monsterextracten uit de extractieprocedure met lage concentratie of gemiddelde/hoge concentratie worden geconcentreerd tot het uiteindelijke volume dat nodig is voor de te gebruiken bepalingsmethode en specifieke toepassing, met behulp van de K-D-techniek of stikstofverdamping.
11.5.1 Zet een Kuderna-Danish (K-D) concentrator in elkaar door een concentratorbuis van 10 ml aan een verdampingskolf van geschikte grootte te bevestigen.
11.5.2 Droog het extract door het door een droogkolom met ongeveer 10 g watervrij natriumsulfaat te laten lopen. Verzamel het gedroogde extract in de K-D concentrator.
11.5.3 Spoel de verzamelbuis en de droogkolom in de K-D-kolf met een extra hoeveelheid oplosmiddel van 20 ml om een kwantitatieve overdracht te verkrijgen.
11.5.4 Voeg een of twee schone kookplaten toe aan de erlenmeyer en bevestig een Snyder-kolom met drie kogels. Bevestig het glaswerk voor de terugwinning van oplosmiddeldamp (condensor en opvanginrichting, zie hoofdstuk 6.9) aan de Snyder-kolom van het K-D-apparaat volgens de instructies van de fabrikant. Bevochtig de Snyder-kolom vooraf door ongeveer 1 ml methyleenchloride (of een ander geschikt oplosmiddel) aan de bovenkant van de kolom toe te voegen. Plaats het K-D-apparaat op een warmwaterbad (15 – 20 EC boven het kookpunt van het oplosmiddel), zodat de concentratorbuis gedeeltelijk in het hete water is ondergedompeld en het gehele onderste afgeronde oppervlak van de kolf met hete damp is overspoeld. Pas de verticale positie van het apparaat en de temperatuur van het water zo nodig aan om de concentratie in 10 – 20 min. Bij de juiste destillatiesnelheid zullen de ballen van de kolom actief klapperen, maar de kamers zullen niet vollopen. Wanneer het zichtbare volume vloeistof 1 mL bereikt, haal je het K-D apparaat uit het waterbad en laat je het minstens 10 minuten uitlekken en afkoelen.
LET OP: Laat het extract niet te droog worden, omdat dit leidt tot ernstig verlies van sommige analyten. Vooral organofosforpesticiden zijn gevoelig voor dergelijke verliezen.
11.5.4.1 Als oplosmiddelwisseling nodig is (zoals aangegeven in tabel 2 of de desbetreffende bepalingsmethode), verwijder dan even de Snyder-kolom, voeg 50 ml van het oplosmiddel voor uitwisseling en een nieuwe kookplaat toe.
11.5.4.2 Bevestig de Snyder-kolom opnieuw. Concentreer het extract en verhoog zo nodig de temperatuur van het waterbad om de juiste destillatiesnelheid te behouden.
11.5.5 Verwijder de Snyder-kolom. Spoel de K-D-kolf en de onderste verbindingen van de Snyder-kolom in de concentratorbuis met 1 – 2 ml oplosmiddel. Het extract kan verder worden geconcentreerd met een van de in hoofdstuk 11.6 beschreven technieken of worden aangepast tot een eindvolume van 5,0 ml. – 10,0 mL met een geschikt oplosmiddel (zie tabel 2 of de juiste bepalingsmethode). Als er zwavelkristallen aanwezig zijn, ga dan verder met methode 3660 voor reiniging.
11.6 Als verdere concentratie nodig is, gebruik dan ofwel de micro-Snyder kolomtechniek (zie paragraaf 11.6.1) of de stikstofverdampingstechniek (zie paragraaf 11.6.2).
11.6.1 Micro-Snyder kolomtechniek
11.6.1.1. Voeg een verse schone kookplaat toe aan de concentratorbuis en bevestig een micro-Snyder-kolom met twee kogels direct aan de concentratorbuis. Bevestig het glaswerk voor de terugwinning van oplosmiddeldamp (condensor en opvanginrichting) aan de micro-Snyderkolom van het K-D-apparaat volgens de instructies van de fabrikant. Bevochtig de Snyder-kolom vooraf door 0,5 ml methyleenchloride of het oplosmiddel voor uitwisseling aan de bovenkant van de kolom toe te voegen. Plaats het microconcentratieapparaat in een warmwaterbad zodat de concentratorbuis gedeeltelijk ondergedompeld is in het warme water. Stel de verticale positie van het apparaat en de watertemperatuur zo nodig bij om de concentratie in 5 minuten te voltooien. – 10 min. Bij de juiste destillatiesnelheid zullen de kogels van de kolom actief klapperen, maar de kamers zullen niet overstromen.
11.6.1.2. Wanneer het zichtbare volume vloeistof 0,5 mL bereikt, haalt u het apparaat uit het waterbad en laat u het minstens 10 minuten uitlekken en afkoelen. Verwijder de Snyder-kolom en spoel de onderste verbindingen in de concentratorbuis met 0,2 mL oplosmiddel. Stel het uiteindelijke extractvolume in op 1,0 – 2,0 ml.
LET OP: Laat het extract niet te droog worden, omdat dit leidt tot ernstig verlies van sommige analyten. Vooral organofosforpesticiden zijn gevoelig voor dergelijke verliezen.
11.6.2 Stikstofverdampingstechniek
11.6.2.1 Plaats de concentratorbuis in een warm bad (30 °C) en damp het oplosmiddelvolume in tot 0,5 ml met een zachte stroom schone, droge stikstof (gefilterd door een kolom actieve kool).
LET OP: Er mogen geen nieuwe plastic slangen worden gebruikt tussen de koolstofvanger en het monster, aangezien deze ftalaatstoringen kunnen introduceren.
11.6.2.2 Spoel de binnenwand van de concentratorbuis tijdens het concentreren verschillende keren met oplosmiddel. Plaats de concentratorbuis tijdens het verdampen zo dat er geen water in het extract condenseert. Bij normale procedures mag het extract niet droog worden.
LET OP: Laat het extract niet te droog worden, omdat dit leidt tot ernstig verlies van sommige analyten. Vooral organofosforpesticiden zijn gevoelig voor dergelijke verliezen.
11.7. Het extract kan nu worden onderworpen aan opschoningsprocedures of worden geanalyseerd op de doelanalyten met behulp van de geschikte determinatietechniek(en). Als het extract niet onmiddellijk verder wordt behandeld, moet de concentratorbuis worden afgesloten en in een koelkast worden bewaard. Als het extract langer dan 2 dagen wordt bewaard, moet het worden overgebracht in een flacon met een met PTFE beklede schroefdop en voorzien van het juiste etiket.
12. Gegevensanalyse en berekeningen
Er zijn geen berekeningen expliciet verbonden aan deze extractieprocedure. Zie de juiste bepalingsmethode voor de berekening van de uiteindelijke monsterresultaten.
13. Methode Prestaties
14. Preventie van vervuiling
14.1 Preventie van vervuiling omvat elke techniek die de hoeveelheid en/of toxiciteit van afval vermindert of elimineert op de plaats waar het ontstaat. In laboratoria zijn er talloze mogelijkheden om vervuiling te voorkomen. Het EPA heeft een hiërarchie van milieubeheerstechnieken opgesteld waarbij preventie van vervuiling de eerste keuze is. Als het haalbaar is, moet het laboratoriumpersoneel technieken voor het voorkomen van vervuiling gebruiken om hun afvalproductie aan te pakken. Wanneer afval niet aan de bron kan worden gereduceerd, beveelt het Agentschap recycling aan als de volgende beste optie.
14.2 Voor informatie over het voorkomen van vervuiling die van toepassing kan zijn op laboratoria en onderzoeksinstellingen, raadpleeg Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction, verkrijgbaar bij de afdeling Government Relations and Science Policy van de American Chemical Society, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Afvalbeheer
afzuigkappen en werktafels, door te voldoen aan de letter en de geest van alle rioolafvoervergunningen en -voorschriften, en door te voldoen aan alle voorschriften voor vast en gevaarlijk afval, in het bijzonder de voorschriften voor het identificeren van gevaarlijk afval en de beperkingen voor het storten van afval. Voor meer informatie over afvalbeheer, raadpleeg de Waste Management Manual for Laboratory Personnel, verkrijgbaar bij de American Chemical Society op het adres vermeld in paragraaf 14.2.
16. Referenties
- U.S. EPA, “Vergelijkende studie tussen laboratoria: Methoden voor vluchtige en halfvluchtige stoffen,” 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, “Evaluatie van de methoden 3540 (Soxhlet) en 3550 (Sonicatie) voor de evaluatie van analyten van bijlage IX uit vaste monsters,” S-CUBED, rapport voor EPA contract 68-03-33-75, werkopdracht nr. 03, document nr. SSS-R- 88-9436, oktober 1988.
Wetenswaardigheden
Ultrasone weefselhomogenisatoren worden vaak aangeduid als sonde-sonicator, sonische lyser, ultrasone disruptor, ultrasone vermaler, sono-ruptor, sonifier, sonische dismembrator, celontstopper, ultrasone dispergeerder of oplosser. De verschillende termen komen voort uit de verschillende toepassingen die sonicatie kan vervullen.
Verschillende sonotrode maten voor de UP200Ht