Guia de extração ultrassónica EPA3550
A extração ultrassónica é um método de extração ecológico e respeitador do ambiente que pode ser aplicado a pequenas amostras laboratoriais, bem como à extração de compostos valiosos à escala de produção comercial. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) recomenda diversas metodologias de química analítica e de ensaio de características, de amostragem e monitorização ambiental e de garantia da qualidade para apoiar a aplicação da Lei de Conservação e Recuperação de Recursos (RCRA). Para a extração assistida por ultrassons, a EPA publicou as seguintes orientações:
MÉTODO 3550C – Extração ultrassónica
1. Âmbito e aplicação
Além disso, os métodos SW-846, à exceção dos casos em que a utilização de um método é obrigatória para a análise de parâmetros definidos pelo próprio método, destinam-se a servir de orientação e contêm informações gerais sobre como executar um procedimento ou uma técnica de análise que um laboratório pode utilizar como ponto de partida para elaborar o seu próprio Procedimento Operacional Normalizado (SOP) detalhado, quer para uso geral próprio, quer para aplicação num projeto específico. Os dados de desempenho incluídos neste método destinam-se apenas a orientação e não se destinam a ser, nem devem ser utilizados como, critérios absolutos de aceitação de controlo da qualidade (QC) para efeitos de acreditação de laboratórios.
1.1 Este método descreve um procedimento para extrair compostos orgânicos não voláteis e semivoláteis de sólidos, como solos, lamas e resíduos. O processo ultrassónico assegura um contacto íntimo entre a matriz da amostra e o solvente de extração.
1.2 Este método divide-se em dois procedimentos, com base na concentração prevista de compostos orgânicos. O procedimento para baixas concentrações (Sec. 11.3) destina-se a componentes orgânicos individuais cuja concentração prevista seja inferior ou igual a 20 mg/kg e utiliza uma amostra maior e três extrações sucessivas (as concentrações mais baixas são mais difíceis de extrair). O procedimento para concentrações médias/elevadas (Sec. 11.4) destina-se a componentes orgânicos individuais cuja concentração prevista seja superior a 20 mg/kg e utiliza uma amostra menor e uma única extração.
1.3 Recomenda-se vivamente que os extratos sejam submetidos a alguma forma de purificação (p. ex., utilizando um método da série 3600) antes da análise.
1.4 É fundamental que o método (incluindo as instruções do fabricante) seja seguido rigorosamente para alcançar a eficiência máxima de extração. Consulte a Sec. 11.0 para uma discussão dos aspetos críticos do procedimento de extração. Consulte as instruções do fabricante relativas às definições operacionais específicas.
1.5 Este método descreve pelo menos três sistemas de solventes de extração que podem ser utilizados para diferentes grupos de analitos (ver Sec. 7.4). Podem ser utilizados outros sistemas de solventes, desde que seja possível demonstrar um desempenho adequado para os analitos de interesse. A escolha do solvente de extração dependerá dos analitos de interesse, e nenhum solvente é universalmente aplicável a todos os grupos de analitos. Devido a preocupações com a eficiência da extração ultrassónica, particularmente a concentrações próximas ou inferiores a cerca de 10 μg/kg, é imperativo que o analista demonstre o desempenho do sistema de solventes específico e das condições operacionais para os analitos de interesse e as concentrações de interesse. Esta demonstração aplica-se a qualquer sistema de solventes utilizado, incluindo os especificamente indicados neste método. No mínimo, tal demonstração abrangerá a demonstração inicial de competência descrita no Método 3500, utilizando uma matriz de referência limpa. O Método 8000 descreve procedimentos que podem ser utilizados para desenvolver critérios de desempenho para estas demonstrações, bem como para os resultados de amostras de matriz fortificadas e de amostras de controlo laboratorial.
1.6 A EPA assinala que existem poucos dados publicados sobre a eficiência da extração ultrassónica de pesticidas organofosforados a concentrações baixas, da ordem de partes por mil milhões (ppb), e inferiores. Por conseguinte, a utilização deste método para estes compostos, em particular, deve ser sustentada por dados de desempenho como os discutidos acima e no Método 3500.
1.7 Antes de utilizar este método, aconselha-se os analistas a consultar o método de base para cada tipo de procedimento que possa ser utilizado na análise global (p. ex., Métodos 3500, 3600, 5000 e 8000), para obter informações adicionais sobre procedimentos de controlo da qualidade, desenvolvimento de critérios de aceitação de QC, cálculos e orientações gerais. Os analistas devem também consultar a declaração de exoneração de responsabilidade no início do manual e as informações do Capítulo Dois para obter orientações sobre a flexibilidade prevista na escolha de métodos, aparelhos, materiais, reagentes e consumíveis, bem como sobre as responsabilidades do analista na demonstração de que as técnicas utilizadas são adequadas aos analitos de interesse, na matriz de interesse e aos níveis em questão.
Além disso, informa-se os analistas e os utilizadores dos dados de que, salvo quando explicitamente especificado num regulamento, a utilização dos métodos SW-846 não é obrigatória para cumprir os requisitos federais de ensaio. As informações contidas neste método são fornecidas pela EPA como orientação a utilizar pelo analista e pelas entidades sujeitas a regulamentação na formulação dos juízos necessários para gerar resultados que cumpram os objetivos de qualidade dos dados para a aplicação pretendida.
1.8 A utilização deste método está restrita a analistas com experiência e formação adequadas, ou a pessoas sob a sua supervisão. Cada analista deve demonstrar capacidade para gerar resultados aceitáveis com este método. Como referido acima, estas demonstrações são específicas dos analitos de interesse e do sistema de solventes utilizado, bem como dos procedimentos para amostras de concentrações baixas e médias/elevadas.
Sonicador para múltiplas amostras “VialTweeter” para a preparação simultânea de amostras em múltiplos frascos e tubos de ensaio selados
2. Resumo do método
2,1 Procedimento para baixas concentrações – A amostra é misturada com sulfato de sódio anidro para formar um pó de escoamento livre. A mistura é extraída com solvente três vezes, utilizando extração ultrassónica. O extrato é separado da amostra por filtração a vácuo ou centrifugação. O extrato está pronto para a concentração final, purificação e/ou análise.
2,2 Procedimento para concentrações médias / elevadas – A amostra é misturada com sulfato de sódio anidro para formar um pó de escoamento livre. Este é extraído com solvente uma vez, utilizando extração ultrassónica. Recolhe-se uma porção do extrato para purificação e/ou análise.
3. Definições
Consulte o Capítulo Um e as instruções do fabricante para obter definições que possam ser relevantes para este método.
4. Interferências
4,1 Os solventes, reagentes, material de vidro e outros equipamentos de processamento de amostras podem produzir artefactos e/ou interferências na análise das amostras. Deve demonstrar-se que todos estes materiais estão isentos de interferências nas condições da análise, através da análise de brancos do método.
Pode ser necessária uma seleção específica de reagentes e a purificação dos solventes por destilação em sistemas inteiramente de vidro. Consulte cada método a utilizar para obter orientações específicas sobre os procedimentos de controlo da qualidade e o Capítulo Quatro para obter orientações gerais sobre a limpeza do material de vidro.
4,2 As interferências são geralmente específicas dos analitos de interesse. Por conseguinte, consulte o Método 3500 e os métodos de determinação adequados para obter orientações específicas sobre interferências na extração.
5. Segurança
Este método não aborda todas as questões de segurança associadas à sua utilização. O laboratório é responsável por manter um ambiente de trabalho seguro e um arquivo atualizado dos regulamentos da OSHA relativos ao manuseamento seguro dos produtos químicos indicados neste método. Deve estar disponível um arquivo de referência de fichas de dados de segurança dos materiais (MSDSs) para todo o pessoal envolvido nestas análises.
6. Equipamento e consumíveis
A menção de nomes comerciais ou produtos comerciais neste manual destina-se apenas a fins ilustrativos e não constitui uma aprovação da EPA nem uma recomendação exclusiva de utilização. Os produtos e as definições dos instrumentos citados nos métodos SW-846 correspondem aos produtos e definições utilizados durante o desenvolvimento do método ou posteriormente avaliados pela Agência. Podem ser utilizados materiais de vidro, reagentes, consumíveis, equipamentos e definições diferentes dos indicados neste manual, desde que tenha sido demonstrado e documentado um desempenho do método adequado à aplicação pretendida.
Esta secção não enumera o material de vidro de laboratório comum (p. ex., copos de precipitação e balões).
6.2 Preparação ultrassónica – Deve ser utilizado um dispositivo do tipo sonotrodo equipado com uma ponta de titânio, ou um dispositivo que proporcione um desempenho adequado. (p. ex., UP200Ht ou UP200St)
6.2.1 Disruptor ultrassónico – O disruptor deve ter uma potência mínima de 300 watts e capacidade de funcionamento por impulsos. Recomenda-se um dispositivo concebido para reduzir o som da cavitação. Siga as instruções do fabricante para preparar o disruptor para a extração de amostras com concentrações baixas e médias/elevadas. (p. ex., UP400S)
6.2.2 Utilize um sonotrodo de 3/4 de polegada para o procedimento do método para baixas concentrações e uma microponta cónica de 1/8 de polegada acoplada a um sonotrodo de 1/2 polegada para o procedimento do método para concentrações médias/elevadas.
6.3 Caixa de proteção acústica – Para evitar danos auditivos, recomenda-se a utilização de uma câmara de proteção acústica (p. ex., a caixa de proteção acústica SPB-L). Desta forma, o ruído de cavitação do processo de sonicação pode ser substancialmente reduzido.
Equipamento adicional
6.4.1 Estufa de secagem – Capaz de manter 105 degC.
6.4.2 Exsicador.
6.4.3 Cadinhos – De porcelana ou de alumínio descartável.
6.5 Pipetas de Pasteur – De 1 mL, de vidro, descartáveis.
6.7 Aparelho de filtração a vácuo ou sob pressão
6.7.1 Funil de Buchner
6.7.2 Papel de filtro
6.8 Aparelho Kuderna-Danish (K-D)
6.8.1 Tubo concentrador – De 10 mL, graduado. Utiliza-se uma rolha de vidro esmerilado para evitar a evaporação dos extratos.
6.8.2 Balão de evaporação – De 500 mL. Fixe o balão ao tubo concentrador com molas, pinças ou equivalente.
6.8.3 Coluna de Snyder – Macro, de três esferas.
6.8.4 Coluna de Snyder – Micro, de duas esferas.
6.8.5 Molas – De 1/2 polegada.
6.9 Sistema de recuperação de vapores de solvente.
NOTA: Este material de vidro é recomendado para a recuperação de solventes durante os procedimentos de concentração que exigem a utilização de concentradores evaporativos Kuderna-Danish. A incorporação deste aparelho pode ser exigida por regulamentos federais, estaduais ou municipais que regem as emissões atmosféricas de compostos orgânicos voláteis. A EPA recomenda a incorporação deste tipo de sistema de recuperação como método para implementar um programa de redução de emissões. A recuperação de solventes é uma forma de cumprir as iniciativas de minimização de resíduos e de prevenção da poluição.
6.10 Grânulos de ebulição – Extraídos com solvente, aproximadamente 10/40 mesh (carboneto de silício ou equivalente).
6.11 Banho de água – Aquecido, com tampa de anéis concêntricos, capaz de controlar a temperatura com uma tolerância de ± 5 degC. O banho deve ser utilizado numa hotte.
6.12 Balança – De carga superior, capaz de pesar com exatidão até ao valor mais próximo de 0,01 g.
6.13 Frascos – De 2 mL, para amostrador automático de GC, equipados com tampas de rosca ou tampas de cravar revestidas a politetrafluoroetileno (PTFE).
6.14 Frascos de cintilação de vidro – De 20 mL, equipados com tampas de rosca revestidas a PTFE.
6.15 Espátula – De aço inoxidável ou PTFE.
6.16 Coluna de secagem – Coluna cromatográfica de vidro borossilicato com 20 mm de diâmetro interno e lã de vidro no fundo.
NOTA: As colunas com discos de vidro sinterizado são difíceis de descontaminar depois de terem sido utilizadas para secar extratos altamente contaminados. Podem ser adquiridas colunas sem discos sinterizados.
Utilize um pequeno tampão de lã de vidro para reter o adsorvente. Antes de encher a coluna com adsorvente, lave previamente o tampão de lã de vidro com 50 mL de acetona, seguidos de 50 mL do solvente de eluição.
6.17 Aparelho de evaporação com azoto (opcional) – N-Evap, de 12 ou 24 posições (Organomation Model 112 ou equivalente).
7. Reagentes e padrões
7.2 Água de grau reagente isenta de compostos orgânicos. Todas as referências a água neste método dizem respeito a água de grau reagente isenta de compostos orgânicos, conforme definida no Capítulo Um.
7.3 Sulfato de sódio (granular, anidro), Na2SO4. Purifique por aquecimento a 400 degC durante 4 hrs num tabuleiro pouco profundo, ou por limpeza prévia do sulfato de sódio com cloreto de metileno. Se o sulfato de sódio for previamente limpo com cloreto de metileno, deve analisar-se um branco do método, demonstrando que não existem interferências provenientes do sulfato de sódio.
7.4 Solventes de extração
As amostras devem ser extraídas utilizando um sistema de solventes que proporcione uma recuperação ótima e reprodutível dos analitos de interesse da matriz da amostra, às concentrações de interesse. A escolha do solvente de extração dependerá dos analitos de interesse, e nenhum solvente é universalmente aplicável a todos os grupos de analitos. Qualquer que seja o sistema de solventes utilizado, incluindo os especificamente indicados neste método, o analista deve demonstrar um desempenho adequado para os analitos de interesse, aos níveis de interesse. No mínimo, tal demonstração abrangerá a demonstração inicial de competência descrita no Método 3500, utilizando uma matriz de referência limpa. O Método 8000 descreve procedimentos que podem ser utilizados para desenvolver critérios de desempenho para estas demonstrações, bem como para os resultados de amostras de matriz fortificadas e de amostras de controlo laboratorial.
Muitos dos sistemas de solventes descritos abaixo incluem a combinação de um solvente miscível com água, como a acetona, e um solvente imiscível com água, como o cloreto de metileno ou o hexano. A finalidade do solvente miscível com água é facilitar a extração de sólidos húmidos, permitindo que a mistura de solventes penetre na camada de água à superfície das partículas sólidas. O solvente imiscível com água extrai compostos orgânicos com polaridades semelhantes. Assim, um solvente apolar como o hexano é frequentemente utilizado para analitos apolares, como os PCBs, enquanto um solvente polar como o cloreto de metileno pode ser utilizado para analitos polares. A polaridade da acetona também pode ajudar a extrair analitos polares em sistemas de solventes mistos.
A Tabela 1 apresenta exemplos de dados de recuperação de compostos orgânicos semivoláteis selecionados, extraídos de um material de referência padrão (SRM) do NIST utilizando vários sistemas de solventes de extração. As secções seguintes fornecem orientações sobre a escolha de solventes para várias classes de analitos.
Todos os solventes devem ter qualidade para análise de pesticidas ou equivalente. Os solventes podem ser desgasificados antes da utilização.
7.4.1 Os compostos orgânicos semivoláteis podem ser extraídos com acetona/hexano (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) ou acetona/cloreto de metileno (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.2 Os pesticidas organoclorados podem ser extraídos com acetona/hexano (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14) ou acetona/cloreto de metileno (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2).
7.4.3 Os PCBs podem ser extraídos com acetona/hexano (1:1, v/v CH3COCH3/C6H14), acetona/cloreto de metileno (1:1, v/vCH3COCH3/CH2Cl2) ou hexano (C6H14).
7.4.4 Podem ser utilizados outros sistemas de solventes, desde que o analista consiga demonstrar um desempenho adequado para os analitos de interesse, às concentrações de interesse, na matriz da amostra (ver Método 3500).
7.5 Solventes de substituição – Na utilização de alguns métodos de determinação, será necessário substituir o solvente de extração por um solvente compatível com os instrumentos utilizados nesse método de determinação. Consulte o método de determinação a utilizar para selecionar o solvente de substituição adequado. Todos os solventes devem ter qualidade para análise de pesticidas ou equivalente. Apresentam-se abaixo exemplos de solventes de substituição.
7.5.1 Hexano, C6H14
7.5.2 2-Propanol, (CH3)2CHOH
7.5.3 Ciclo-hexano, C6H12
7.5.4 Acetonitrilo, CH3CN
7.5.5 Metanol, CH3OH
A caixa de proteção acústica SPB-L reduz substancialmente o ruído de cavitação da sonicação.
8. Recolha, conservação e armazenamento de amostras
8,1 Consulte o material introdutório do Capítulo Quatro, “Analitos orgânicos”, o Método 3500 e os métodos de determinação específicos a utilizar.
8,2 As amostras sólidas a extrair por este procedimento devem ser recolhidas e armazenadas como quaisquer outras amostras sólidas que contenham compostos orgânicos semivoláteis.
9. Controlo da qualidade
9.2 Demonstração inicial de competência
Cada laboratório deve demonstrar competência inicial para cada combinação de preparação de amostras e método de determinação que utilize, gerando dados com exatidão e precisão aceitáveis para os analitos-alvo numa matriz limpa. O laboratório deve também repetir a demonstração de competência sempre que sejam formados novos membros do pessoal ou efetuadas alterações significativas nos instrumentos. Consulte o Método 8000 para obter informações sobre como realizar uma demonstração de competência.
9.3 Inicialmente, antes de processar quaisquer amostras, o analista deve demonstrar que todas as partes do equipamento em contacto com a amostra e os reagentes estão isentas de interferências. Isto é conseguido através da análise de um branco do método. Como verificação contínua, sempre que sejam extraídas, purificadas e analisadas amostras, e quando houver uma alteração dos reagentes, deve extrair-se e analisar-se um branco do método para os compostos de interesse, como salvaguarda contra a contaminação crónica do laboratório.
9.4 Quaisquer brancos do método, amostras de matriz fortificadas ou amostras replicadas devem ser submetidos aos mesmos procedimentos analíticos (Sec. 11.0) que os utilizados nas amostras reais.
9.5 Com este método devem ser utilizadas as práticas normalizadas de garantia da qualidade incluídas nos documentos de planeamento sistemático adequados e nos SOPs do laboratório. Todas as condições operacionais dos instrumentos devem ser registadas.
9.6 Consulte também o Método 3500 para obter os procedimentos de controlo da qualidade da extração e da preparação de amostras, e os métodos de determinação a utilizar para obter os procedimentos de QC da determinação.
9.7 Quando indicados no método de determinação adequado, devem ser adicionados padrões substitutos a todas as amostras antes da extração. Consulte os Métodos 3500 e 8000 e os métodos de determinação adequados para obter mais informações.
9.8 Como referido anteriormente, a utilização de qualquer técnica de extração, incluindo a extração ultrassónica, deve ser sustentada por dados que demonstrem o desempenho do sistema de solventes específico e das condições operacionais para os analitos de interesse, aos níveis de interesse, na matriz da amostra.
10. Calibração e normalização
Não existem etapas de calibração ou normalização diretamente associadas a este procedimento de extração de amostras.
11. Procedimento
Como referido na Sec. 1,4, a extração ultrassónica pode não ser um método tão rigoroso como outros métodos de extração para solos/sólidos. Por conseguinte, é fundamental que este método seja seguido rigorosamente (incluindo as instruções do fabricante) para alcançar a eficiência máxima de extração. No mínimo, para utilizar esta técnica com êxito:
11,1 Sample handling
11.1.2 Amostras de resíduos – As amostras constituídas por várias fases devem ser preparadas antes da extração através do procedimento de separação de fases descrito no Capítulo Dois. Este procedimento de extração destina-se apenas a sólidos.
11.1.3 Amostras de resíduos secos suscetíveis de moagem – Moa ou subdivida de outra forma o resíduo para que passe por um peneiro de 1 mm ou possa ser extrudido através de um orifício de 1 mm. Introduza uma quantidade suficiente de amostra no aparelho de moagem para obter pelo menos 10 g após a moagem.
ATENÇÃO: A secagem e a moagem devem ser efetuadas numa hotte, para evitar a contaminação do laboratório.
11.1.4 Materiais gomosos, fibrosos ou oleosos não suscetíveis de moagem – Corte, triture ou reduza de outra forma a dimensão destes materiais para permitir a mistura e a exposição máxima das superfícies da amostra durante a extração.
11.2 Determinação da percentagem de massa seca – Quando os resultados das amostras tiverem de ser calculados com base na massa seca, deve pesar-se uma porção separada da amostra ao mesmo tempo que a porção utilizada para a determinação analítica.
ATENÇÃO: A estufa de secagem deve estar instalada numa hotte ou ter ventilação de exaustão. Uma amostra de resíduos perigosos fortemente contaminada pode provocar uma contaminação significativa do laboratório.
Imediatamente após pesar a alíquota da amostra a extrair, pese uma alíquota adicional de 5–10 g da amostra para um cadinho tarado. Seque esta alíquota durante a noite a 105 degC. Deixe arrefecer num exsicador antes de pesar.
Calcule a percentagem de massa seca da seguinte forma:
% de massa seca = (g de amostra seca / g de amostra) x 100
Esta alíquota seca em estufa não é utilizada para a extração e deve ser eliminada de forma adequada após a determinação da massa seca.
11.3 Procedimento de extração para baixas concentrações
Este procedimento aplica-se a amostras sólidas cuja concentração prevista de analitos orgânicos seja inferior ou igual a 20 mg/kg.
Etapas antes da sonicação
11.3.1 As etapas seguintes devem ser executadas rapidamente para evitar a perda dos compostos extraíveis mais voláteis.
11.3.1.1 Pese aproximadamente 30 g de amostra para um copo de precipitação de 400 mL. Registe a massa até ao valor mais próximo de 0,1 g.
11.3.1.2 À amostra de cada lote selecionada para fortificação, adicione 1,0 mL da solução de fortificação da matriz. Consulte o Método 3500 para obter orientações sobre a escolha adequada dos compostos e concentrações de fortificação da matriz. Consulte também a nota na Sec. 11,3.
11.3.1.3 Adicione 1,0 mL da solução de padrões substitutos a todas as amostras, amostras fortificadas, amostras de QC e brancos. Consulte o Método 3500 para obter orientações sobre a escolha adequada dos compostos substitutos e das suas concentrações. Consulte também a nota na Sec. 11,3.
11.3.1.4 Se for utilizada purificação por permeação em gel (ver Método 3640), o analista deve adicionar o dobro do volume da solução de fortificação com padrões substitutos (e da solução de fortificação da matriz, quando aplicável), ou concentrar o extrato final até metade do volume normal, para compensar a metade do extrato que se perde devido ao carregamento da coluna de GPC. Consulte também a nota na Sec. 11,3.
11.3.1.5 As amostras não porosas ou húmidas (de tipo gomoso ou argiloso) que não tenham uma textura arenosa de escoamento livre devem ser misturadas com 60 g de sulfato de sódio anidro, utilizando uma espátula. Se necessário, pode adicionar-se mais sulfato de sódio. Após a adição de sulfato de sódio, a amostra deve apresentar escoamento livre. Consulte também a nota na Sec. 11,3.
11.3.1.6 Adicione imediatamente 100 mL do solvente de extração ou da mistura de solventes (ver Sec. 7.4 e Tabela 2 para obter informações sobre a escolha dos solventes).
11.3.2 Coloque a superfície inferior da ponta do sonotrodo de disrupção de 3/4 de polegada cerca de 1/2 polegada abaixo da superfície do solvente, mas acima da camada de sedimento.
NOTA: Certifique-se de que o sonotrodo ultrassónico está corretamente montado de acordo com as instruções do fabricante.
11.3.3 Extraia a amostra por ultrassons durante 3 min, com o controlo de saída definido para 100% (potência máxima) ou para a definição de potência recomendada pelo fabricante, o seletor de modo em Pulse (energia por impulsos em vez de energia contínua) e o ciclo de trabalho percentual definido para 50% (energia ligada durante 50% do tempo e desligada durante 50% do tempo). Não utilize a sonda de microponta.
11.3.4 Decante o extrato e filtre-o através de papel de filtro (p. ex., Whatman N.º 41 ou equivalente) num funil de Buchner ligado a um balão de filtração limpo de 500 mL. Em alternativa, decante o extrato para um frasco de centrifugação e centrifugue a baixa velocidade para remover as partículas.
11.3.5 Repita a extração mais duas vezes com duas porções adicionais de 100 mL de solvente limpo. Decante o solvente após cada extração ultrassónica. Após a última extração ultrassónica, verta toda a amostra para o funil de Buchner, enxague o copo de precipitação com solvente de extração e adicione o líquido de enxaguamento ao funil.
Etapas após a sonicação
11.3.6 Se necessário, concentre o extrato antes da análise, seguindo o procedimento da Sec.11.5. Caso contrário, prossiga para a Sec. 11,7.
UP200St com microponta para sonicação de amostras
11.4 Procedimento de extração para concentrações médias / elevadas
Este procedimento aplica-se a amostras sólidas cuja concentração prevista de analitos orgânicos seja superior a 20 mg/kg.
Etapas antes da sonicação
11.4.2 À amostra de cada lote selecionada para fortificação, adicione 1,0 mL da solução de fortificação da matriz. Consulte o Método 3500 para obter orientações sobre a escolha adequada dos compostos e concentrações de fortificação da matriz. Consulte também a nota na Sec. 11,3.
11.4.3 Adicione 1,0 mL da solução de fortificação com padrões substitutos a todas as amostras, amostras fortificadas, amostras de QC e brancos. Consulte o Método 3500 para obter orientações sobre a escolha adequada dos compostos substitutos e das suas concentrações. Consulte também a nota na Sec. 11,3.
11.4.4 Se for utilizada purificação por permeação em gel (ver Método 3640), o analista deve adicionar o dobro do volume da solução de fortificação com padrões substitutos (e da solução de fortificação da matriz, quando aplicável), ou concentrar o extrato final até metade do volume normal, para compensar a metade do extrato que se perde devido ao carregamento da coluna de GPC.
11.4.5 As amostras não porosas ou húmidas (de tipo gomoso ou argiloso) que não tenham uma textura arenosa de escoamento livre devem ser misturadas com 2 g de sulfato de sódio anidro, utilizando uma espátula. Se necessário, pode adicionar-se mais sulfato de sódio. Após a adição de sulfato de sódio, a amostra deve apresentar escoamento livre (ver a nota na Sec. 11.3).
11.4.6 Adicione imediatamente o volume de solvente necessário para atingir um volume final de 10,0 mL, tendo em conta o volume adicionado de padrões substitutos e de soluções de fortificação da matriz (ver Sec. 7.4 e Tabela 2 para obter informações sobre a escolha dos solventes).
11.4.7 Extraia a amostra com a sonda ultrassónica de microponta cónica de 1/8 de polegada durante 2 min, com o controlo de saída na definição 5, o seletor de modo em impulsos e o ciclo de trabalho percentual a 50%.
11.4.8 Encha uma pipeta de Pasteur descartável com 2 a 3 cm de lã de vidro, sem compactar. Filtre o extrato da amostra através da lã de vidro e recolha o extrato num recipiente adequado. Não é possível recuperar da amostra a totalidade dos 10 mL de solvente de extração. Por conseguinte, o analista deve recolher um volume adequado à sensibilidade do método de determinação a utilizar. Por exemplo, para métodos que não exijam uma concentração adicional do extrato (p. ex., o Método 8081 utiliza tipicamente um volume final de extrato de 10 mL), o extrato pode ser recolhido num frasco de cintilação ou noutro recipiente que possa ser selado. Para extratos que necessitem de concentração adicional, é aconselhável recolher um volume padrão para todas essas amostras, de modo a simplificar o cálculo dos resultados finais das amostras. Por exemplo, recolha 5,0 mL de extrato num tubo concentrador limpo. Este volume representa exatamente metade do volume total do extrato original da amostra. Conforme necessário, tenha em conta a “perda” de metade do extrato nos cálculos finais da amostra, ou concentre o extrato final até metade do volume final nominal (p. ex., 0,5 mL em vez de 1,0 mL) para compensar a perda.
11.4.9 Se necessário, concentre o extrato antes da análise, seguindo o procedimento da Sec. 11.5 ou da Sec. 11,6. Caso contrário, prossiga para a Sec. 11,7.
Técnicas de concentração
Quando necessário para cumprir os critérios de sensibilidade, os extratos de amostras obtidos pelo procedimento de extração para baixas concentrações ou pelo procedimento para concentrações médias/elevadas podem ser concentrados até ao volume final necessário para o método de determinação e para a aplicação específica a utilizar, recorrendo à técnica K-D ou à evaporação com azoto.
11.5.1 Monte um concentrador Kuderna-Danish (K-D), ligando um tubo concentrador de 10 mL a um balão de evaporação de dimensão adequada.
11.5.2 Seque o extrato, fazendo-o passar por uma coluna de secagem que contenha cerca de 10 g de sulfato de sódio anidro. Recolha o extrato seco no concentrador K-D.
11.5.3 Enxague o tubo de recolha e a coluna de secagem para o balão K-D com uma porção adicional de 20 mL de solvente, de modo a obter uma transferência quantitativa.
11.5.4 Adicione um ou dois grânulos de ebulição limpos ao balão e acople uma coluna de Snyder de três esferas. Ligue o material de vidro para recuperação de vapores de solvente (condensador e dispositivo de recolha, ver Sec. 6.9) à coluna de Snyder do aparelho K-D, seguindo as instruções do fabricante. Humedeça previamente a coluna de Snyder, adicionando cerca de 1 mL de cloreto de metileno (ou outro solvente adequado) ao topo da coluna. Coloque o aparelho K-D num banho de água quente (15 – 20 EC acima do ponto de ebulição do solvente), de modo que o tubo concentrador fique parcialmente imerso na água quente e toda a superfície inferior arredondada do balão seja banhada por vapor quente. Ajuste a posição vertical do aparelho e a temperatura da água conforme necessário para concluir a concentração em 10 – 20 min. À velocidade de destilação adequada, as esferas da coluna vibrarão intensamente, mas as câmaras não ficarão inundadas. Quando o volume aparente de líquido atingir 1 mL, retire o aparelho K-D do banho de água e deixe-o escorrer e arrefecer durante pelo menos 10 min.
ATENÇÃO: Não deixe o extrato secar completamente, pois isso provocará uma perda acentuada de alguns analitos. Os pesticidas organofosforados são particularmente suscetíveis a essas perdas.
11.5.4.1 Se for necessária uma substituição do solvente (conforme indicado na Tabela 2 ou no método de determinação adequado), retire momentaneamente a coluna de Snyder e adicione 50 mL do solvente de substituição e um novo grânulo de ebulição.
11.5.4.2 Volte a acoplar a coluna de Snyder. Concentre o extrato, aumentando a temperatura do banho de água, se necessário, para manter uma velocidade de destilação adequada.
11.5.5 Retire a coluna de Snyder. Enxague o balão K-D e as juntas inferiores da coluna de Snyder para o tubo concentrador com 1 – 2 mL de solvente. O extrato pode ser adicionalmente concentrado utilizando uma das técnicas descritas na Sec. 11,6, ou ajustado a um volume final de 5,0 – 10,0 mL utilizando um solvente adequado (ver Tabela 2 ou o método de determinação adequado). Se estiverem presentes cristais de enxofre, prossiga para o Método 3660 para purificação.
11.6 Se for necessária concentração adicional, utilize a técnica da coluna micro-Snyder (ver Sec. 11.6.1) ou a técnica de evaporação com azoto (ver Sec. 11.6.2).
11.6.1 Técnica da coluna micro-Snyder
11.6.1.1 Adicione um novo grânulo de ebulição limpo ao tubo concentrador e acople uma coluna micro-Snyder de duas esferas diretamente ao tubo concentrador. Ligue o material de vidro para recuperação de vapores de solvente (condensador e dispositivo de recolha) à coluna micro-Snyder do aparelho K-D, seguindo as instruções do fabricante. Humedeça previamente a coluna de Snyder, adicionando 0,5 mL de cloreto de metileno ou do solvente de substituição ao topo da coluna. Coloque o aparelho de microconcentração num banho de água quente, de modo que o tubo concentrador fique parcialmente imerso na água quente. Ajuste a posição vertical do aparelho e a temperatura da água, conforme necessário, para concluir a concentração em 5 – 10 min. À velocidade de destilação adequada, as esferas da coluna vibrarão intensamente, mas as câmaras não ficarão inundadas.
11.6.1.2 Quando o volume aparente de líquido atingir 0,5 mL, retire o aparelho do banho de água e deixe-o escorrer e arrefecer durante pelo menos 10 min. Retire a coluna de Snyder e enxague as suas juntas inferiores para o tubo concentrador com 0,2 mL de solvente. Ajuste o volume final do extrato para 1,0 – 2,0 mL.
ATENÇÃO: Não deixe o extrato secar completamente, pois isso provocará uma perda acentuada de alguns analitos. Os pesticidas organofosforados são particularmente suscetíveis a essas perdas.
11.6.2 Técnica de evaporação com azoto
11.6.2.1 Coloque o tubo concentrador num banho morno (30 degC) e reduza o volume de solvente por evaporação até 0,5 mL, utilizando um fluxo suave de azoto limpo e seco (filtrado através de uma coluna de carvão ativado).
ATENÇÃO: Não devem ser utilizados tubos de plástico novos entre a armadilha de carvão e a amostra, pois podem introduzir interferências de ftalatos.
11.6.2.2 Enxague várias vezes a parede interna do tubo concentrador com solvente durante a concentração. Durante a evaporação, posicione o tubo concentrador de modo a evitar a condensação de água no extrato. Nos procedimentos normais, não se deve permitir que o extrato seque.
ATENÇÃO: Não deixe o extrato secar completamente, pois isso provocará uma perda acentuada de alguns analitos. Os pesticidas organofosforados são particularmente suscetíveis a essas perdas.
11.7 O extrato pode agora ser submetido a procedimentos de purificação ou analisado para os analitos-alvo utilizando a técnica ou técnicas de determinação adequadas. Se o extrato não for manipulado novamente de imediato, coloque uma rolha no tubo concentrador e guarde-o num frigorífico. Se o extrato for armazenado durante mais de 2 dias, deve ser transferido para um frasco equipado com uma tampa de rosca revestida a PTFE e devidamente rotulado.
12. Análise de dados e cálculos
Não existem cálculos explicitamente associados a este procedimento de extração. Consulte o método de determinação adequado para o cálculo dos resultados finais das amostras.
13. Desempenho do método
14. Prevenção da poluição
14,1 A prevenção da poluição abrange qualquer técnica que reduza ou elimine a quantidade e/ou a toxicidade dos resíduos no ponto de geração. Existem inúmeras oportunidades de prevenção da poluição no funcionamento dos laboratórios. A EPA estabeleceu uma hierarquia preferencial de técnicas de gestão ambiental que coloca a prevenção da poluição como primeira opção de gestão. Sempre que viável, o pessoal do laboratório deve utilizar técnicas de prevenção da poluição para lidar com a geração de resíduos. Quando não for viável reduzir os resíduos na origem, a Agência recomenda a reciclagem como a melhor opção seguinte.
14,2 Para obter informações sobre prevenção da poluição que possam ser aplicáveis a laboratórios e instituições de investigação, consulte Less is Better: Laboratory Chemical Management for Waste Reduction, disponível no Department of Government Relations and Science Policy da American Chemical Society, 1155 16th St., N.W. Washington, D.C. 20036, https://www.acs.org.
15. Gestão de resíduos
hottes e operações de bancada, cumprindo a letra e o espírito de quaisquer licenças e regulamentos de descarga para a rede de esgotos e cumprindo todos os regulamentos relativos a resíduos sólidos e perigosos, particularmente as regras de identificação de resíduos perigosos e as restrições à deposição no solo. Para obter mais informações sobre gestão de resíduos, consulte The Waste Management Manual for Laboratory Personnel, disponível na American Chemical Society no endereço indicado na Sec. 14,2.
Bibliografia/Referências
- 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.
Informações úteis
Os homogeneizadores ultrassónicos de tecidos são frequentemente designados por sonicador de sonda, lisador sónico, disruptor ultrassónico, triturador ultrassónico, sonorruptor, sonificador, desmembrador sónico, disruptor celular, dispersor ultrassónico ou dissolutor. Os diferentes termos resultam das várias aplicações que podem ser realizadas por sonicação.
Diferentes tamanhos de sonotrodo para o UP200Ht