EPA3550-handleiding voor ultrasone extractie
Ultrasone extractie is een groene, milieuvriendelijke extractiemethode die zowel op kleine laboratoriummonsters als voor de extractie van waardevolle verbindingen op commerciële productieschaal kan worden toegepast. Het Amerikaanse Environmental Protection Agency (EPA) beveelt diverse methoden voor analytische chemie en het testen van eigenschappen, milieubemonstering en -monitoring en kwaliteitsborging aan ter ondersteuning van de Resource Conservation and Recovery Act (RCRA). Voor ultrasoon ondersteunde extractie heeft het EPA de volgende richtlijnen uitgebracht:
METHODE 3550C – Ultrasone extractie
1. Reikwijdte en toepassing
Daarnaast zijn de SW-846-methoden, met uitzondering van het verplichte gebruik van methoden voor de analyse van door de methode gedefinieerde parameters, bedoeld als richtlijnmethoden. Ze bevatten algemene informatie over het uitvoeren van een analytische procedure of techniek die een laboratorium als uitgangspunt kan gebruiken om een eigen gedetailleerde standaardwerkinstructie (SOP) op te stellen, voor algemeen eigen gebruik of voor een specifieke projecttoepassing. De prestatiegegevens in deze methode dienen uitsluitend als richtlijn en zijn niet bedoeld als absolute QC-acceptatiecriteria voor laboratoriumaccreditatie en mogen daarvoor niet worden gebruikt.
1.1 Deze methode beschrijft een procedure voor het extraheren van niet-vluchtige en semivluchtige organische verbindingen uit vaste stoffen zoals grond, slib en afval. Het ultrasone proces zorgt voor intensief contact tussen de monstermatrix en het extractiemiddel.
1.2 Deze methode is onderverdeeld in twee procedures, op basis van de verwachte concentratie van organische verbindingen. De procedure voor lage concentraties (par. 11,3) is bedoeld voor afzonderlijke organische componenten waarvan een concentratie van minder dan of gelijk aan 20 mg/kg wordt verwacht, en gebruikt een grotere monsterhoeveelheid en drie opeenvolgende extracties (lagere concentraties zijn moeilijker te extraheren). De procedure voor middelhoge/hoge concentraties (par. 11,4) is bedoeld voor afzonderlijke organische componenten waarvan een concentratie van meer dan 20 mg/kg wordt verwacht, en gebruikt een kleiner monster en één extractie.
1.3 Het wordt sterk aanbevolen om de extracten vóór de analyse een vorm van zuivering te laten ondergaan (bijv. met een methode uit de 3600-reeks).
1.4 Het is essentieel dat de methode (inclusief de instructies van de fabrikant) nauwgezet wordt gevolgd om de maximale extractie-efficiëntie te bereiken. Zie par. 11,0 voor een bespreking van de kritische aspecten van de extractieprocedure. Raadpleeg de instructies van de fabrikant voor specifieke bedrijfsinstellingen.
1.5 Deze methode beschrijft ten minste drie systemen van extractiemiddelen die voor verschillende groepen analyten kunnen worden gebruikt (zie par. 7,4). Andere oplosmiddelsystemen mogen worden gebruikt, mits adequate prestaties kunnen worden aangetoond voor de te bepalen analyten. De keuze van het extractiemiddel hangt af van de te bepalen analyten en geen enkel oplosmiddel is universeel toepasbaar op alle analytgroepen. Vanwege zorgen over de efficiëntie van ultrasone extractie, met name bij concentraties rond of onder ongeveer 10 μg/kg, is het noodzakelijk dat de analist de prestaties van het specifieke oplosmiddelsysteem en de bedrijfsomstandigheden aantoont voor de te bepalen analyten en de relevante concentraties. Deze demonstratie geldt voor elk gebruikt oplosmiddelsysteem, inclusief de systemen die specifiek in deze methode worden genoemd. Een dergelijke demonstratie omvat ten minste de initiële demonstratie van bekwaamheid die wordt beschreven in Methode 3500, met gebruik van een schone referentiematrix. Methode 8000 beschrijft procedures die kunnen worden gebruikt om prestatiecriteria te ontwikkelen voor dergelijke demonstraties en voor resultaten van opgestockte matrixmonsters en laboratoriumcontrolemonsters.
1.6 Het EPA merkt op dat er weinig gepubliceerde gegevens zijn over de efficiëntie van ultrasone extractie van organofosforpesticiden bij lage concentraties in delen per miljard (ppb) en daaronder. Daarom zou het gebruik van deze methode, met name voor deze verbindingen, moeten worden ondersteund door prestatiegegevens zoals hierboven en in Methode 3500 besproken.
1.7 Voordat analisten deze methode gebruiken, wordt hun aangeraden de basismethode te raadplegen voor elk type procedure dat bij de volledige analyse kan worden gebruikt (bijv. Methoden 3500, 3600, 5000 en 8000), voor aanvullende informatie over kwaliteitscontroleprocedures, de ontwikkeling van QC-acceptatiecriteria, berekeningen en algemene richtlijnen. Analisten zouden ook de disclaimer voorin de handleiding en de informatie in Hoofdstuk Twee moeten raadplegen voor richtlijnen over de beoogde flexibiliteit bij de keuze van methoden, apparatuur, materialen, reagentia en benodigdheden, en over de verantwoordelijkheid van de analist om aan te tonen dat de gebruikte technieken geschikt zijn voor de te bepalen analyten, in de betreffende matrix en bij de relevante concentratieniveaus.
Daarnaast worden analisten en gegevensgebruikers erop gewezen dat het gebruik van SW-846-methoden niet verplicht is om aan federale testvereisten te voldoen, tenzij dit uitdrukkelijk in een voorschrift is vastgelegd. De informatie in deze methode wordt door het EPA verstrekt als richtlijn voor de analist en degenen op wie de regelgeving van toepassing is, bij het nemen van beslissingen die nodig zijn om resultaten te verkrijgen die voldoen aan de doelstellingen voor gegevenskwaliteit voor de beoogde toepassing.
1.8 Deze methode mag uitsluitend worden gebruikt door, of onder toezicht van, analisten met passende ervaring en opleiding. Elke analist moet aantonen met deze methode aanvaardbare resultaten te kunnen verkrijgen. Zoals hierboven vermeld, zijn dergelijke demonstraties specifiek voor de te bepalen analyten en het gebruikte oplosmiddelsysteem, evenals voor de procedures voor monsters met lage en middelhoge/hoge concentraties.
Sonicator voor meerdere monsters “VialTweeter” voor de gelijktijdige monstervoorbereiding van meerdere afgesloten monsterflesjes en reageerbuizen
2. Samenvatting van de methode
2,1 Procedure voor lage concentraties – Het monster wordt gemengd met watervrij natriumsulfaat om een vrij stromend poeder te vormen. Het mengsel wordt driemaal met oplosmiddel geëxtraheerd door middel van ultrasone extractie. Het extract wordt door vacuümfiltratie of centrifugatie van het monster gescheiden. Het extract is gereed voor de laatste indampstap, zuivering en/of analyse.
2,2 Procedure voor middelhoge / hoge concentraties – Het monster wordt gemengd met watervrij natriumsulfaat om een vrij stromend poeder te vormen. Dit wordt eenmaal met oplosmiddel geëxtraheerd door middel van ultrasone extractie. Een deel van het extract wordt opgevangen voor zuivering en/of analyse.
3. Definities
Raadpleeg Hoofdstuk Eén 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 interferenties bij de monsteranalyse veroorzaken. Door analyse van procedureblanco’s moet worden aangetoond dat al deze materialen onder de analyseomstandigheden vrij zijn van interferenties.
Een specifieke selectie van reagentia en zuivering van oplosmiddelen door destillatie in volledig glazen systemen kunnen noodzakelijk zijn. Raadpleeg elke te gebruiken methode voor specifieke richtlijnen over kwaliteitscontroleprocedures en Hoofdstuk Vier voor algemene richtlijnen over het reinigen van glaswerk.
4,2 Interferenties zijn doorgaans specifiek voor de te bepalen analyten. Raadpleeg daarom Methode 3500 en de toepasselijke bepalingsmethoden voor specifieke richtlijnen over interferenties bij de extractie.
5. Veiligheid
Deze methode behandelt niet alle veiligheidsaspecten die met het gebruik ervan samenhangen. Het laboratorium is verantwoordelijk voor het handhaven van een veilige werkomgeving en het bijhouden van een actueel informatiedossier met OSHA-voorschriften voor het veilig omgaan met de chemicaliën die in deze methode worden genoemd. Een referentiedossier met veiligheidsinformatiebladen (MSDS’en) zou beschikbaar moeten zijn voor alle medewerkers die bij deze analyses betrokken zijn.
6. Apparatuur en benodigdheden
Het noemen van handelsnamen of commerciële producten in deze handleiding dient uitsluitend ter illustratie en houdt geen goedkeuring door het EPA of exclusieve aanbeveling voor gebruik in. De producten en instrumentinstellingen die in SW-846-methoden worden genoemd, zijn de producten en instellingen die tijdens de methodeontwikkeling zijn gebruikt of later door het agentschap zijn geëvalueerd. Ander glaswerk, andere reagentia, benodigdheden, apparatuur en instellingen dan die in deze handleiding worden genoemd, mogen worden gebruikt, mits is aangetoond en gedocumenteerd dat de methodeprestaties geschikt zijn voor de beoogde toepassing.
Deze paragraaf vermeldt geen gangbaar laboratoriumglaswerk (bijv. bekerglazen en kolven).
6.2 Ultrasone voorbereiding – Er moet een apparaat van het sonotrodetype met een titaniumtip worden gebruikt, of een apparaat dat adequate prestaties levert. (bijv. UP200Ht of UP200St)
6.2.1 Ultrasone disruptor – De disruptor moet een vermogen van minimaal 300 watt hebben en gepulseerd kunnen werken. Een apparaat dat is ontworpen om het cavitatiegeluid te verminderen, wordt aanbevolen. Volg de instructies van de fabrikant om de disruptor voor te bereiden op de extractie van monsters met lage en middelhoge/hoge concentraties. (bijv. UP400S)
6.2.2 Gebruik een sonotrode van 3/4-inch voor de methodeprocedure voor lage concentraties en een taps toelopende microtip van 1/8-inch, bevestigd aan een sonotrode van 1/2-inch, voor de methodeprocedure voor middelhoge/hoge concentraties.
6.3 Geluidswerende kast – Om gehoorschade te voorkomen, wordt het gebruik van een geluidswerende behuizing (bijv. geluidswerende kast SPB-L) aanbevolen. Daarmee kan het cavitatiegeluid van het sonicatieproces aanzienlijk worden verminderd.
Aanvullende apparatuur
6.4.1 Droogoven – In staat om 105 degC te handhaven.
6.4.2 Exsiccator.
6.4.3 Kroesjes – Van porselein of aluminium voor eenmalig gebruik.
6.5 Pasteurpipetten – 1-mL, glas, voor eenmalig gebruik.
6.7 Apparatuur voor vacuüm- of drukfiltratie
6.7.1 Büchnertrechter
6.7.2 Filterpapier
6.8 Kuderna-Danish (K-D)-apparatuur
6.8.1 Indampbuis – 10-mL, met maatverdeling. Een ingeslepen glazen stop wordt gebruikt om verdamping van extracten te voorkomen.
6.8.2 Verdampingskolf – 500-mL. Bevestig de kolf aan de indampbuis met veren, klemmen of gelijkwaardige bevestigingsmiddelen.
6.8.3 Snyder-kolom – Macro-uitvoering met drie kogels.
6.8.4 Snyder-kolom – Micro-uitvoering met twee kogels.
6.8.5 Veren – 1/2-inch.
6.9 Systeem voor het terugwinnen van oplosmiddeldampen.
OPMERKING: Dit glaswerk wordt aanbevolen voor het terugwinnen van oplosmiddelen tijdens indampprocedures waarvoor Kuderna-Danish-indampapparatuur nodig is. Het gebruik van deze apparatuur kan verplicht zijn op grond van federale, staats- of gemeentelijke voorschriften voor luchtemissies van vluchtige organische stoffen. Het EPA beveelt het gebruik van dit type terugwinningssysteem aan als manier om een emissiereductieprogramma uit te voeren. Terugwinning van oplosmiddelen is een middel om aan te sluiten bij initiatieven voor afvalminimalisatie en het voorkomen van verontreiniging.
6.10 Kooksteentjes – Met oplosmiddel geëxtraheerd, ongeveer 10/40 mesh (siliciumcarbide of gelijkwaardig).
6.11 Waterbad – Verwarmd, met een deksel van concentrische ringen, geschikt voor temperatuurregeling tot op ± 5 degC. Het bad zou in een zuurkast moeten worden gebruikt.
6.12 Balans – Met bovenliggende weegpan, geschikt voor nauwkeurig wegen tot op 0,01 g.
6.13 Monsterflesjes – 2-mL, voor een GC-autosampler, voorzien van schroefdoppen met een voering van polytetrafluorethyleen (PTFE) of krimpdoppen.
6.14 Glazen scintillatieflesjes – 20-mL, voorzien van schroefdoppen met PTFE-voering.
6.15 Spatel – Roestvast staal of PTFE.
6.16 Droogkolom – Chromatografiekolom van borosilicaatglas met een binnendiameter van 20-mm en glaswol onderin.
OPMERKING: Kolommen met schijven van gesinterd glas zijn moeilijk te decontamineren nadat ze zijn gebruikt om sterk verontreinigde extracten te drogen. Kolommen zonder frits zijn verkrijgbaar.
Gebruik een klein propje glaswol om het adsorbens tegen te houden. Was het propje glaswol vooraf met 50 mL aceton, gevolgd door 50 mL van het elutieoplosmiddel, voordat de kolom met adsorbens wordt gevuld.
6.17 Apparatuur voor indampen met stikstof (optioneel) – N-Evap, met 12 of 24 posities (Organomation Model 112, of gelijkwaardig).
7. Reagentia en standaarden
7.2 Reagenswater vrij van organische stoffen. Alle verwijzingen naar water in deze methode hebben betrekking op reagenswater dat vrij is van organische stoffen, zoals gedefinieerd in Hoofdstuk Eén.
7.3 Natriumsulfaat (korrelvormig, watervrij), Na2SO4. Zuiver het door het gedurende 4 uur op 400 degC te verwarmen in een ondiepe schaal, of door het natriumsulfaat vooraf met methyleenchloride te reinigen. Als het natriumsulfaat vooraf met methyleenchloride wordt gereinigd, zou een procedureblanco moeten worden geanalyseerd om aan te tonen dat het natriumsulfaat geen interferentie veroorzaakt.
7.4 Extractiemiddelen
Monsters zouden moeten worden geëxtraheerd met een oplosmiddelsysteem dat bij de relevante concentraties een optimale, reproduceerbare terugvinding van de te bepalen analyten uit de monstermatrix oplevert. De keuze van het extractiemiddel hangt af van de te bepalen analyten en geen enkel oplosmiddel is universeel toepasbaar op alle analytgroepen. Ongeacht het gebruikte oplosmiddelsysteem, inclusief de systemen die specifiek in deze methode worden genoemd, moet de analist adequate prestaties aantonen voor de te bepalen analyten bij de relevante concentratieniveaus. Een dergelijke demonstratie omvat ten minste de initiële demonstratie van bekwaamheid die wordt beschreven in Methode 3500, met gebruik van een schone referentiematrix. Methode 8000 beschrijft procedures die kunnen worden gebruikt om prestatiecriteria te ontwikkelen voor dergelijke demonstraties en voor resultaten van opgestockte matrixmonsters en laboratoriumcontrolemonsters.
Veel van de hieronder beschreven oplosmiddelsystemen bestaan uit een combinatie van een met water mengbaar oplosmiddel, zoals aceton, en een niet met water mengbaar oplosmiddel, zoals methyleenchloride of hexaan. Het met water mengbare oplosmiddel dient om de extractie van natte vaste stoffen te vergemakkelijken doordat het oplosmiddelmengsel de waterlaag op het oppervlak van de vaste deeltjes kan binnendringen. Het niet met water mengbare oplosmiddel extraheert organische verbindingen met vergelijkbare polariteiten. Zo wordt een apolair oplosmiddel als hexaan vaak gebruikt voor apolaire analyten zoals PCB’s, terwijl een polair oplosmiddel als 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 bevat voorbeelden van terugvindingsgegevens voor geselecteerde semivluchtige organische verbindingen die met verschillende systemen van extractiemiddelen uit een NIST SRM zijn geëxtraheerd. De volgende paragrafen geven richtlijnen voor de keuze van oplosmiddelen voor verschillende klassen analyten.
Alle oplosmiddelen zouden van kwaliteit voor pesticidenanalyse of gelijkwaardige kwaliteit moeten zijn. Oplosmiddelen mogen vóór gebruik worden ontgast.
7.4.1 Semivluchtige organische stoffen mogen worden geëxtraheerd met aceton/hexaan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) of aceton/methyleenchloride (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Organochloorpesticiden mogen worden geëxtraheerd met aceton/hexaan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) of aceton/methyleenchloride (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 PCB’s mogen worden geëxtraheerd met aceton/hexaan (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), aceton/methyleenchloride (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) of hexaan (C6H14).
7.4.4 Andere oplosmiddelsystemen mogen worden gebruikt, mits de analist adequate prestaties kan aantonen voor de te bepalen analyten, bij de relevante concentraties, in de monstermatrix (zie Methode 3500).
7.5 Oplosmiddelen voor oplosmiddelwisseling – Bij sommige bepalingsmethoden moet het extractiemiddel worden vervangen door een oplosmiddel dat compatibel is met de instrumenten die bij die bepalingsmethode worden gebruikt. Raadpleeg de te gebruiken bepalingsmethode voor de keuze van het geschikte vervangende oplosmiddel. Alle oplosmiddelen moeten van kwaliteit voor pesticidenanalyse of gelijkwaardige kwaliteit zijn. Hieronder staan voorbeelden van oplosmiddelen voor oplosmiddelwisseling.
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, conservering en opslag
8,1 Zie het inleidende materiaal bij Hoofdstuk Vier, “Organische analyten”, Methode 3500 en de specifieke bepalingsmethoden die worden gebruikt.
8,2 Vaste monsters die met deze procedure worden geëxtraheerd, zouden op dezelfde manier moeten worden verzameld en opgeslagen als andere vaste monsters die semivluchtige organische stoffen bevatten.
9. Kwaliteitscontrole
9.2 Initiële demonstratie van bekwaamheid
Elk laboratorium moet de initiële bekwaamheid aantonen voor elke combinatie van monstervoorbereiding en bepalingsmethode die het gebruikt, door gegevens met aanvaardbare nauwkeurigheid en precisie te verkrijgen voor doelanalyten in een schone matrix. Het laboratorium moet de demonstratie 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 demonstratie van bekwaamheid.
9.3 Aan het begin, voordat monsters worden verwerkt, zou de analist moeten aantonen dat alle onderdelen van de apparatuur die met het monster en de reagentia in contact komen, vrij zijn van interferenties. Dit gebeurt door analyse van een procedureblanco. Als doorlopende controle zou telkens wanneer monsters worden geëxtraheerd, gezuiverd en geanalyseerd, en wanneer reagentia veranderen, een procedureblanco moeten worden geëxtraheerd en geanalyseerd op de te bepalen verbindingen, als bescherming tegen chronische laboratoriumverontreiniging.
9.4 Alle procedureblanco’s, opgestockte matrixmonsters of replicaatmonsters zouden dezelfde analytische procedures (par. 11,0) moeten ondergaan als de eigenlijke monsters.
9.5 Bij deze methode zouden standaardpraktijken voor kwaliteitsborging moeten worden toegepast, zoals opgenomen in de toepasselijke systematische planningsdocumenten en laboratorium-SOP’s. Alle bedrijfsomstandigheden van de instrumenten zouden moeten worden vastgelegd.
9.6 Raadpleeg ook Methode 3500 voor kwaliteitscontroleprocedures voor extractie en monstervoorbereiding, en de te gebruiken bepalingsmethoden voor QC-procedures voor de bepaling.
9.7 Wanneer dit in de toepasselijke bepalingsmethode is vermeld, zouden surrogaatstandaarden vóór de extractie aan alle monsters moeten worden toegevoegd. Zie Methoden 3500 en 8000 en de toepasselijke bepalingsmethoden voor meer informatie.
9.8 Zoals eerder vermeld, zou het gebruik van elke extractietechniek, inclusief ultrasone extractie, moeten worden ondersteund door gegevens die de prestaties van het specifieke oplosmiddelsysteem en de bedrijfsomstandigheden aantonen voor de te bepalen analyten, bij de relevante concentratieniveaus, in de monstermatrix.
10. Kalibratie en standaardisatie
Er zijn geen kalibratie- of standaardisatiestappen die rechtstreeks met deze monsterextractieprocedure samenhangen.
11. Procedure
Zoals vermeld in par. 1,4 is ultrasone extractie mogelijk niet even grondig als andere extractiemethoden voor grond/vaste stoffen. Daarom is het essentieel dat deze methode nauwgezet wordt gevolgd (inclusief de instructies van de fabrikant) om de maximale extractie-efficiëntie te bereiken. Voor succesvol gebruik van deze techniek geldt ten minste het volgende:
11,1 Sample handling
11.1.2 Afvalmonsters – Monsters die uit meerdere fasen bestaan, moeten vóór de extractie worden voorbereid met de fasescheidingsprocedure die in Hoofdstuk Twee wordt beschreven. Deze extractieprocedure is uitsluitend bedoeld voor vaste stoffen.
11.1.3 Droge afvalmonsters die kunnen worden gemalen – Maal het afval of verklein het op een andere manier, zodat het door een zeef van 1-mm gaat of door een opening van 1- mm kan worden geëxtrudeerd. Breng voldoende monster in de maalapparatuur om na het malen ten minste 10 g over te houden.
LET OP: Drogen en malen zouden in een zuurkast moeten worden uitgevoerd om verontreiniging van het laboratorium te voorkomen.
11.1.4 Kleverige, vezelige of olieachtige materialen die niet kunnen worden gemalen – Snijd, versnipper of verklein deze materialen op een andere manier, zodat ze kunnen worden gemengd en de monsteroppervlakken maximaal toegankelijk zijn voor de extractie.
11.2 Bepaling van het drogestofpercentage – Wanneer monsterresultaten op basis van drooggewicht moeten worden berekend, zou een afzonderlijke monsterportie moeten worden afgewogen op hetzelfde moment als de portie die voor de analytische bepaling wordt gebruikt.
LET OP: De droogoven zou in een zuurkast moeten staan of van afzuiging moeten zijn voorzien. Een sterk verontreinigd monster van gevaarlijk afval kan aanzienlijke laboratoriumverontreiniging veroorzaken.
Weeg direct na het afwegen van het te extraheren monsteraliquot een aanvullend aliquot van 5 tot 10 g van het monster af in een getarreerd kroesje. Droog dit aliquot gedurende de nacht bij 105 degC. Laat het vóór het wegen in een exsiccator afkoelen.
Bereken het drogestofpercentage als volgt:
% drooggewicht = (g droog monster / g monster) x 100
Dit in de oven gedroogde aliquot wordt niet voor de extractie gebruikt en zou op passende wijze moeten worden afgevoerd zodra het drooggewicht is bepaald.
11.3 Extractieprocedure voor lage concentraties
Deze procedure is van toepassing op vaste monsters waarvan wordt verwacht dat ze minder dan of gelijk aan 20 mg/kg aan organische analyten bevatten.
Stappen vóór sonicatie
11.3.1 De volgende stappen zouden snel moeten 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.
11.3.1.2 Voeg aan het monster dat in elke batch voor opstocken is geselecteerd, 1,0 mL van de matrixopstockoplossing toe. Raadpleeg Methode 3500 voor richtlijnen over de juiste keuze van verbindingen en concentraties voor het opstocken van de matrix. Zie ook de opmerking in par. 11,3.
11.3.1.3 Voeg 1,0 mL van de surrogaatstandaardoplossing toe aan alle monsters, opgestockte monsters, QC-monsters en blanco’s. Raadpleeg Methode 3500 voor richtlijnen over de juiste keuze van surrogaatverbindingen en concentraties. Zie ook de opmerking in par. 11,3.
11.3.1.4 Als zuivering met gelpermeatie wordt toegepast (zie Methode 3640), zou de analist ofwel het dubbele volume van de surrogaatopstockoplossing (en, indien van toepassing, de matrixopstockoplossing) moeten toevoegen, ofwel het uiteindelijke extract moeten indampen tot de helft van het normale volume, ter compensatie van de helft van het extract die verloren gaat door het beladen van de GPC-kolom. Zie ook de opmerking in par. 11,3.
11.3.1.5 Niet-poreuze of natte monsters (kleverig of kleiachtig) die geen vrij stromende, zandachtige textuur hebben, moeten met een spatel worden gemengd met 60 g watervrij natriumsulfaat. Indien nodig mag meer natriumsulfaat worden toegevoegd. Na toevoeging van natriumsulfaat zou het monster vrij stromend moeten zijn. Zie ook de opmerking in par. 11,3.
11.3.1.6 Voeg onmiddellijk 100 mL van het extractiemiddel of oplosmiddelmengsel toe (zie par. 7,4 en Tabel 2 voor informatie over de keuze van oplosmiddelen).
11.3.2 Plaats het ondervlak van de tip van de disruptorsonotrode van 3/4-inch ongeveer 1/2-inch onder het oppervlak van het oplosmiddel, maar boven de sedimentlaag.
OPMERKING: Zorg ervoor dat de ultrasone sonotrode correct is gemonteerd volgens de instructies van de fabrikant.
11.3.3 Extraheer het monster gedurende 3 min ultrasoon, met de vermogensregeling ingesteld op 100% (vol vermogen) of op de door de fabrikant aanbevolen vermogensinstelling, de modusschakelaar op Pulse (gepulseerde energie in plaats van continue energie) en de procentuele inschakelduur op 50% (energie aan gedurende 50% van de tijd en uit gedurende 50% van de tijd). Gebruik de microtipsonde niet.
11.3.4 Giet het extract af en filtreer het door filterpapier (bijv. Whatman No. 41 of gelijkwaardig) in een Büchnertrechter die is aangesloten op een schone filtratiekolf van 500-mL. Als alternatief kunt u het extract in een centrifugefles afgieten en bij lage snelheid centrifugeren om deeltjes te verwijderen.
11.3.5 Herhaal de extractie nog tweemaal met twee aanvullende porties schoon oplosmiddel van 100-mL. Giet het oplosmiddel na elke ultrasone extractie af. Giet na de laatste ultrasone extractie het volledige monster in de Büchnertrechter, spoel het bekerglas met extractiemiddel en voeg de spoelvloeistof aan de trechter toe.
Stappen na sonicatie
11.3.6 Damp het extract indien nodig vóór de analyse in volgens de procedure in par.11.5. Ga anders verder met par. 11,7.
UP200St met microtip voor sonicatie van monsters
11.4 Extractieprocedure voor middelhoge / hoge concentraties
Deze procedure is van toepassing op vaste monsters waarvan wordt verwacht dat ze meer dan 20 mg/kg aan organische analyten bevatten.
Stappen vóór sonicatie
11.4.2 Voeg aan het monster dat in elke batch voor opstocken is geselecteerd, 1,0 mL van de matrixopstockoplossing toe. Raadpleeg Methode 3500 voor richtlijnen over de juiste keuze van verbindingen en concentraties voor het opstocken van de matrix. Zie ook de opmerking in par. 11,3.
11.4.3 Voeg 1,0 mL surrogaatopstockoplossing toe aan alle monsters, opgestockte monsters, QC-monsters en blanco’s. Raadpleeg Methode 3500 voor richtlijnen over de juiste keuze van surrogaatverbindingen en concentraties. Zie ook de opmerking in par. 11,3.
11.4.4 Als zuivering met gelpermeatie wordt toegepast (zie Methode 3640), zou de analist ofwel het dubbele volume van de surrogaatopstockoplossing (en, indien van toepassing, de matrixopstockoplossing) moeten toevoegen, ofwel het uiteindelijke extract moeten indampen tot de helft van het normale volume, ter compensatie van de helft van het extract die verloren gaat door het beladen van de GPC-kolom.
11.4.5 Niet-poreuze of natte monsters (kleverig of kleiachtig) die geen vrij stromende, zandachtige textuur hebben, moeten met een spatel worden gemengd met 2 g watervrij natriumsulfaat. Indien nodig mag meer natriumsulfaat worden toegevoegd. Na toevoeging van natriumsulfaat zou het monster vrij stromend moeten zijn (zie de opmerking in par. 11,3).
11.4.6 Voeg onmiddellijk zoveel oplosmiddel toe als nodig is om het eindvolume op 10,0 mL te brengen, rekening houdend met het toegevoegde volume aan surrogaten en matrixopstockoplossingen (zie par. 7,4 en Tabel 2 voor informatie over de keuze van oplosmiddelen).
11.4.7 Extraheer het monster gedurende 2 min met de ultrasone sonde met taps toelopende microtip van 1/8-inch, met de vermogensregeling op stand 5, de modusschakelaar op puls en de procentuele inschakelduur op 50%.
11.4.8 Vul een Pasteurpipet voor eenmalig gebruik losjes met 2 tot 3 cm glaswol. Filtreer het monsterextract door de glaswol en vang het extract op in een geschikte houder. De volledige 10 mL extractiemiddel kan niet uit het monster worden teruggewonnen. Daarom zou de analist een volume moeten opvangen dat past bij de gevoeligheid van de te gebruiken bepalingsmethode. Voor methoden waarbij het extract niet verder hoeft te worden ingedampt (bijv. Methode 8081 gebruikt doorgaans een uiteindelijk extractvolume van 10 mL), mag het extract bijvoorbeeld worden opgevangen in een scintillatieflesje of een andere afsluitbare houder. Voor extracten die verder moeten worden ingedampt, is het raadzaam voor al deze monsters een standaardvolume op te vangen om de berekening van de uiteindelijke monsterresultaten te vereenvoudigen. Vang bijvoorbeeld 5,0 mL extract op in een schone indampbuis. Dit volume is precies de helft van het totale volume van het oorspronkelijke monsterextract. Houd zo nodig bij de uiteindelijke monsterberekeningen rekening met het “verlies” van de helft van het extract, of damp het uiteindelijke extract in tot de helft van het nominale eindvolume (bijv. 0,5 mL tegenover 1,0 mL) om het verlies te compenseren.
11.4.9 Damp het extract indien nodig vóór de analyse in volgens de procedure in par. 11,5 of par. 11,6. Ga anders verder met par. 11,7.
Concentratietechnieken
Waar dit nodig is om aan de gevoeligheidscriteria te voldoen, mogen monsterextracten uit zowel de extractieprocedure voor lage concentraties als die voor middelhoge/hoge concentraties met de K-D-techniek of door indampen met stikstof worden ingedampt tot het eindvolume dat nodig is voor de te gebruiken bepalingsmethode en specifieke toepassing.
11.5.1 Assembleer een Kuderna-Danish (K-D)-indampapparaat door een indampbuis van 10-mL aan een verdampingskolf van de juiste grootte te bevestigen.
11.5.2 Droog het extract door het door een droogkolom met ongeveer 10 g watervrij natriumsulfaat te leiden. Vang het gedroogde extract op in het K-D-indampapparaat.
11.5.3 Spoel de opvangbuis en de droogkolom met een aanvullende portie oplosmiddel van 20-mL en vang de spoelvloeistof op in de K-D-kolf om een kwantitatieve overdracht te bereiken.
11.5.4 Voeg één of twee schone kooksteentjes aan de kolf toe en bevestig een Snyder-kolom met drie kogels. Bevestig het glaswerk voor het terugwinnen van oplosmiddeldampen (condensor en opvangvoorziening, zie par. 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) boven aan de kolom toe te voegen. Plaats het K-D-apparaat op een heetwaterbad (15 – 20 EC boven het kookpunt van het oplosmiddel), zodat de indampbuis gedeeltelijk in het hete water is ondergedompeld en het volledige onderste ronde oppervlak van de kolf door hete damp wordt omgeven. Pas de verticale positie van het apparaat en de watertemperatuur zo nodig aan om het indampen binnen 10 – 20 min te voltooien. Bij de juiste destillatiesnelheid zullen de kogels in de kolom actief ratelen, maar zullen de kamers niet vollopen. Wanneer het zichtbare vloeistofvolume 1 mL bereikt, verwijdert u het K-D-apparaat uit het waterbad en laat u het gedurende ten minste 10 min uitlekken en afkoelen.
LET OP: Laat het extract niet droogvallen, omdat dit tot ernstig verlies van sommige analyten leidt. Organofosforpesticiden zijn bijzonder gevoelig voor dergelijke verliezen.
11.5.4.1 Als een oplosmiddelwisseling noodzakelijk is (zoals aangegeven in Tabel 2 of de toepasselijke bepalingsmethode), verwijdert u de Snyder-kolom kort en voegt u 50 mL van het vervangende oplosmiddel en een nieuw kooksteentje toe.
11.5.4.2 Bevestig de Snyder-kolom opnieuw. Damp het extract in en verhoog indien nodig de temperatuur van het waterbad om een geschikte destillatiesnelheid te handhaven.
11.5.5 Verwijder de Snyder-kolom. Spoel de K-D-kolf en de onderste verbindingen van de Snyder-kolom met 1 – 2 mL oplosmiddel en vang de spoelvloeistof op in de indampbuis. Het extract mag verder worden ingedampt met een van de technieken die in par. 11,6 worden beschreven, of met een geschikt oplosmiddel op een eindvolume van 5,0 – 10,0 mL worden gebracht (zie Tabel 2 of de toepasselijke bepalingsmethode). Als zwavelkristallen aanwezig zijn, gaat u verder met Methode 3660 voor zuivering.
11.6 Als verder indampen noodzakelijk is, gebruikt u de techniek met een micro-Snyder-kolom (zie par. 11.6.1) of de techniek voor indampen met stikstof (zie par. 11.6.2).
11.6.1 Techniek met een micro-Snyder-kolom
11.6.1.1 Voeg een nieuw, schoon kooksteentje aan de indampbuis toe en bevestig een micro-Snyder-kolom met twee kogels rechtstreeks aan de indampbuis. Bevestig het glaswerk voor het terugwinnen van oplosmiddeldampen (condensor en opvangvoorziening) aan de micro-Snyder-kolom van het K-D-apparaat volgens de instructies van de fabrikant. Bevochtig de Snyder-kolom vooraf door 0,5 mL methyleenchloride of het vervangende oplosmiddel boven aan de kolom toe te voegen. Plaats de micro-indampapparatuur in een heetwaterbad, zodat de indampbuis gedeeltelijk in het hete water is ondergedompeld. Pas de verticale positie van het apparaat en de watertemperatuur zo nodig aan om het indampen binnen 5 – 10 min te voltooien. Bij de juiste destillatiesnelheid zullen de kogels in de kolom actief ratelen, maar zullen de kamers niet vollopen.
11.6.1.2 Wanneer het zichtbare vloeistofvolume 0,5 mL bereikt, verwijdert u het apparaat uit het waterbad en laat u het gedurende ten minste 10 min uitlekken en afkoelen. Verwijder de Snyder-kolom, spoel de onderste verbindingen ervan met 0,2 mL oplosmiddel en vang de spoelvloeistof op in de indampbuis. Breng het uiteindelijke extractvolume op 1,0 – 2,0 mL.
LET OP: Laat het extract niet droogvallen, omdat dit tot ernstig verlies van sommige analyten leidt. Organofosforpesticiden zijn bijzonder gevoelig voor dergelijke verliezen.
11.6.2 Techniek voor indampen met stikstof
11.6.2.1 Plaats de indampbuis in een warm bad (30 degC) en damp het oplosmiddel in tot een volume van 0,5 mL met een zachte stroom schone, droge stikstof (gefilterd door een kolom met actieve kool).
LET OP: Tussen de koolstoffilter en het monster mogen geen nieuwe kunststof slangen worden gebruikt, omdat deze ftalaatinterferenties kunnen veroorzaken.
11.6.2.2 Spoel de binnenwand van de indampbuis tijdens het indampen meerdere keren met oplosmiddel. Plaats de indampbuis tijdens de verdamping zo dat er geen water in het extract condenseert. Bij normale procedures mag het extract niet droogvallen.
LET OP: Laat het extract niet droogvallen, omdat dit tot ernstig verlies van sommige analyten leidt. Organofosforpesticiden zijn bijzonder gevoelig voor dergelijke verliezen.
11.7 Het extract mag nu zuiveringsprocedures ondergaan of met de toepasselijke bepalingstechniek(en) op de doelanalyten worden geanalyseerd. Als het extract niet onmiddellijk verder wordt verwerkt, sluit u de indampbuis met een stop af en bewaart u deze in een koelkast. Als het extract langer dan 2 dagen wordt bewaard, zou het moeten worden overgebracht naar een monsterflesje met een schroefdop met PTFE-voering en passend moeten worden geëtiketteerd.
12. Gegevensanalyse en berekeningen
Er zijn geen berekeningen die expliciet met deze extractieprocedure samenhangen. Zie de toepasselijke bepalingsmethode voor de berekening van de uiteindelijke monsterresultaten.
13. Methodeprestaties
14. Preventie van verontreiniging
14,1 Het voorkomen van verontreiniging omvat elke techniek die de hoeveelheid en/of toxiciteit van afval vermindert of elimineert op het moment dat het ontstaat. Bij laboratoriumwerkzaamheden bestaan talrijke mogelijkheden om verontreiniging te voorkomen. Het EPA heeft een voorkeurshiërarchie van milieubeheertechnieken opgesteld, waarin het voorkomen van verontreiniging de eerste keuze is. Waar dit haalbaar is, zou laboratoriumpersoneel technieken voor het voorkomen van verontreiniging moeten gebruiken om de afvalproductie aan te pakken. Wanneer vermindering van afval bij de bron niet haalbaar is, beveelt het agentschap recycling aan als de op één na beste optie.
14,2 Voor informatie over het voorkomen van verontreiniging die van toepassing kan zijn op laboratoria en onderzoeksinstellingen, raadpleegt u Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction, verkrijgbaar bij het Department of 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
zuurkasten en werkzaamheden aan laboratoriumtafels te minimaliseren en te beheersen, naar de letter en de geest te voldoen aan alle vergunningen en voorschriften voor lozing op het riool, en te voldoen aan alle voorschriften voor vast en gevaarlijk afval, met name de regels voor het identificeren van gevaarlijk afval en de beperkingen voor verwijdering op of in de bodem. Voor meer informatie over afvalbeheer raadpleegt u The Waste Management Manual for Laboratory Personnel, verkrijgbaar bij de American Chemical Society op het adres in par. 14,2.
Literatuur/referenties
- U.S. EPA, “Interlaboratory Comparison Study: Methods for Volatile and Semi-Volatile Compounds,” Environmental Monitoring Systems Laboratory, Office of Research and Development, Las Vegas, NV, EPA 600/4-84-027, 1984.
- C. S. Hein, P. J. Marsden, A. S. Shurtleff. Evaluation of Methods 3540 (Soxhlet) and 3550 (Sonication) for Evaluation of Appendix IX Analytes from Solid Samples. S-CUBED, Report for EPA Contract 68-03-33-75, Work Assignment No. 03, Document No. SSS-R- 88-9436, October, 1988.
- I. De La Calle, N. Cabaleiro, M. Costas, F. Pena, S. Gil, I. Lavilla, C. Bendicho (2011):
Ultrasound-assisted extraction of gold and silver from environmental samples using different extractants followed by electrothermal-atomic absorption spectrometry. Microchemical Journal, Volume 97, Issue 2, 2011. 93-100.
Wetenswaardigheden
Ultrasone weefselhomogenisatoren worden vaak aangeduid als sondesonicator, sonische lyser, ultrasone disruptor, ultrasone maler, sono-ruptor, sonifier, sonische dismembrator, celontsluiter, ultrasone dispergeerder of oplosapparaat. De verschillende termen vloeien voort uit de uiteenlopende toepassingen die met sonicatie kunnen worden uitgevoerd.
Verschillende sonotrodegroottes voor de UP200Ht